Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Управляемые выпрямители






     

    Управлять выпрямленным напряжением можно как в цепи переменного напряжения с помощью автотрансформаторов, трансформаторов с подмагничиванием сердечника, реостатов или потенциометров, так и в цепи выпрямленного тока с помощью управляемых выпрямителей.

    R н
    VD
    R 2
    VS
    ~ U вх
    R 1
    Управляемые выпрямители – это устройства, которые позволяют плавно изменять значение выпрямленного напряжения.

    C
    Управление напряжением на выходе схемы, показанной на рисунке 83,

    Рисунок 83 – Схема однофазного однополупериодного выпрямителя на тиристоре  
    сводится к управлению во времени

    моментом отпирания тиристора. Это

    осуществляется за счет сдвига фаз между

    анодным напряжением и напряжением, подаваемым на управляющий электрод тиристора. Такой сдвиг называют углом управления и обозначается a, а способ управления называют фазовым (рисунок 84).

    Управление углом a осуществляют с помощью фазовращающей R 2 C -цепи. Резистором R 1 изменяют напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора. Диод VD 1 обеспечивает подачу на управляющий электрод положительных импульсов.

    Оптимальной формой управляющих сигналов является короткий импульс с крутым фронтом, который обеспечивает четкое отпирание тиристора. Для формирования таких импульсов и их сдвига во времени используются импульсно-фазовые системы управления.

     

    α
    t
    t
    t
     
    i н
     
    Uy
     
    U вх

     

    Рисунок 84 – Временные диаграммы входного напряжения U вх,

    напряжения управления Uу и тока на нагрузке i н

     

    Управление углом a осуществляют с помощью фазовращающей R 2 C -цепи. Резистором R 1 изменяют напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора. Диод VD 1 обеспечивает подачу на управляющий электрод положительных импульсов.

    Оптимальной формой управляющих сигналов является короткий импульс с крутым фронтом, который обеспечивает четкое отпирание тиристора. Для формирования таких импульсов и их сдвига во времени используются импульсно-фазовые системы управления.

    Рассмотрим схему однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя с импульсно-фазовым блоком управления (ИФБУ), показанную на рисунке 85.

    Мостовой фазовращатель, состоящий из R ф, C 1 и двух вторичных обмоток трансформатора с выводом средней точки, осуществляет сдвиг управляющих импульсов по отношению к анодному напряжению. С его выхода напряжение поступает на вход усилителей – ограничителей на транзисторах VT 1 и VT 2, причем диоды VD 1 и VD 2 срезают отрицательную полуволну этого напряжения. Далее выходные напряжения этих усилителей, имеющих трапециидальную форму, дифференцируются RC -цепочками. При этом получаются двуполярные импульсы малой длительности. Диоды VD 3 и VD 4 делают их однополярными.

     

     
     
     
     
    R изм
    L н
     


    VT 2
    U
    Рисунок 85 – Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель на тиристорах с импульсно-фазовым блоком управления  
    T
    C 3
     
    C 2
     
     
    V
    R н
     
     
     
    VD 4
    R 4
    R 6
    R 2
    VD 2
    VD 1
    VD 3
    R 3
    R 5
    R 1
    C 1
     
    R ф
     
    VS 2
    PV
    S 1
    A
    PA
    VS 1
    VT 1

     

     

    Основные характеристики управляемого выпрямителя:

    – характеристика управления, которая выражает зависимость выпрямленного напряжения от угла управления (рисунок 86): U н = f (a);

    – внешние характеристики, которые определяют зависимость выпрямленного напряжения от выпрямленного тока при фиксированных значениях угла a (рисунок 87).

    Трехфазные управляемые выпрямители являются выпрямителями средней и большой мощностей.

     

    U н
    I н
    U н
    U н0
    π
    α
    α 1 = 0

    α 2
    Рисунок 86 – Характеристики управления управляемого выпрямителя
    Рисунок 87 – Внешние характеристики  
    α 3

     

     


    Рассмотрим работу таких выпрямителей на примере двух схем (рисунки 88, 89):

    – схема трехфазного выпрямителя с нулевым (или нейтральным) выводом;

    – схема трехфазного мостового выпрямителя.

     

    L н
    R н
    ИФБУ
    c
    b
    a

     

    Рисунок 88 – Схема трехфазного выпрямителя с нулевым
    (или нейтральным) выводом

    Выпрямитель обычно работает на активно-индуктивную нагрузку. Длительность работы тиристоров определяется углом управления a, значение которого задается импульсно-фазовым блоком управления (ИФБУ).

     

     

    VS 5
    I н
    VS 2
    VS 1
    R н
    VS 6
    VS 4
    VS 3
    ИФБУ
    c
    b
    a

     

    Рисунок 89 – Схема трехфазного мостового выпрямителя

     

    Изменение угла a приводит к изменению средних значений выпрямленных напряжения и тока . Это видно на временных диаграммах при индуктивной нагрузке L н = 0 (рисунок 90).

    При a < p/6 выпрямленный ток i н имеет непрерывный характер и каждый тиристор открыт в течение времени, соответствующего углу 2/3p.

    При a > p/6 в выпрямленном токе i н появляются паузы.

    t
    t
    t
    U 2 a
    U 2 b
    U 2 c
    i н
    i н
    i н
    i н
    α
    α
    π / 3
    π / 3
    α > π / 6
    α > π / 6
    α
    α
     
     
     
    U 2

     

     

    Рисунок 90 – Временные диаграммы трехфазного выпрямителя

    с нулевым выводом

     

    На рисунке 91 видно, что при L н = 0 среднее значение выпрямленного напряжения равно нулю при a = 1500. Если трехфазный выпрямитель работает на нагрузочное устройство с индуктивным сопротивлением L н = ¥, то напряжение на нагрузочном устройстве становится равным нулю при a = 90°. Характеристики управления при L н ¹ 0 L н ¹ ¥ располагаются между этими двумя предельными характеристиками. Нагрузочный ток i н при L н = ¥ будет сглаживаться и иметь непрерывный характер при a > p / 6.

    Рассмотрим схему трехфазного мостового управляемого выпрямителя (см. рисунок 89). В него входят шесть тиристоров. Тиристоры VS 1, VS 2, VS 3 объединены в катодную группу, а тиристоры VS 4, VS 5, VS 6 – в анодную группу. Так же, как и в неуправляемом выпрямителе, здесь одновременно работают два тиристора: один из анодной группы, другой – из катодной. При этом управляющий сигнал, подаваемый на тиристор катодной группы, опережает на 180° сигнал, поступающий на тиристор анодной группы.


    α, град.
     
    L н = 0
    L н = ∞
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

     

    Рисунок 91 – Характеристика управления трехфазного выпрямителя

     

    Характеристики управления выглядят так же, как для выпрямителя с нулевым выводом. Отличие лишь в том, что предельным углом управления, при котором = 0, является угол a = 120°. Внешние характеристики трехфазных управляемых выпрямителей имеют такой же вид, как внешние характеристики неуправляемых выпрямителей.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.