Содержание курса лекций по дисциплине: “Основы преобразовательной техники”, страница 15

Рис.  69 - Схема включения управляемых вентилей в цепи переменного тока

Рис.  70 - Временная диаграмма при включении управляемого вентиля в цепи переменного тока

Достоинства:

  1. Применяется для любой нагрузки и для любой схемы управления.
  2. Простота схемы.
  3. Улучшенный коэффициент мощности c.

4.4 Безискровое переключение отпаек трансформатора

Рис.  71 - Схема безыскрового переключения отпаек трансформатора

и временная диаграмма напряжения на нагрузке

Устройство схемы: этот метод регулирования напряжения осуществляется с помощью трансформатора, выводы от вторичных обмоток которого связаны с нагрузкой через включённые встречно-параллельно тиристоры (рис. 71).

Принцип действия: регулирование мощности на нагрузке осуществляется системой управления, которая производит избирательную подачу отпирающих импульсов на соответствующую пару включенных встречно-параллельно тиристоров.

При a1 = a2 = 0 на выходе uн = ~ u1.

При a1 = 180° и a2 = 0 на выходе uн = ~ u2.

Достоинства:

  1. Можно применять вместе с неуправляемыми преобразователями.
  2. c значительно выше, чем у других схем.
  3. Простота схемы управления тиристорами

Недостатки:

  1. Дороговизна и большое количество деталей.

Однофазный управляемый выпрямитель с активной нагрузкой

Рис.  72 - Схема однофазного управляемого выпрямителя с активной нагрузкой

Устройство схемы: схема однофазного однополупериодного управляемого выпрямителя выполняется по аналогии со схемой неуправляемого однофазного однополупериодного выпрямителя, приведённой на рис. 27.

Рис.  73 - Временные диаграммы напряжений и токов

Принцип действия:

Допущения: вентиль и трансформатор идеальны, тиристор включается при любом положительном напряжении анода.

1. При положительной полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора(U2) на участке времени 0 < t < p (рис. 73):

U2, a = 0 Þ  t < a: VS1 заперт, IH = 0, UH = 0.

 В момент времени  t = a: UСИФУ > 0,  поэтому .

2. При обратной полярности напряжения на вторичной обмотки трансформатора на участке времени p < t < 2p.

   U2  Þ VS1 заперт, следовательно за период питающего напряжения в нагрузку передаётся:

,

, где,

Uхх – напряжение на выходе выпрямителя при a = 0 (напряжение на выходе неуправляемого выпрямителя).

Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика – это зависимость Uнa= f (a).

Она имеет вид, представленный на рис.74.

Рис.  74 - Регулировочная характеристика однофазного управляемого выпрямителя с активной нагрузкой

Внешняя характеристика

Внешняя характеристика – это зависимость Uнa= f (Iн) при различных углах a.

где DUтр - падение напряжения на обмотках трансформатора;

DUв - паление напряжения на вентиле;

DUф - падение напряжения на фильтре.

Внешняя характеристика имеет вид, представленный на рис.75.

a1 < a2 < a3

 

Рис.  75 - Внешняя характеристика однофазного управляемого выпрямителя с активной нагрузкой.

Особенности работы управляемого выпрямителя:

  1. Ухудшается использование вентиля по току Iа, т.к. если Ia cp уменьшается (при увеличении a), то отношение  возрастает.
  2. Ухудшается использование вентиля по нагреву (по мощности), так как вентиль находится под обратным напряжением до момента t = a.
  3. Ухудшается коэффициент мощности установки c = n×cosj, где n - коэффициент формы тока (показывает, на сколько форма тока отличается от синусоидальной).

Система импульсно-фазового управления (СИФУ)

Назначение СИФУ:

1.  Сформировать импульс, необходимый для запуска тиристора: по амплитуде, длительности, форме.

2.  Задать момент включения тиристора.

Рис.  76 - Функциональная схема СИФУ

Состав и функциональное назначение:

ФСУ – фазосмещающее устройство (позволяет регулировать момент включения тиристора при положительной полуволне Uа) (рис. 76);