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 u_н = ~ u₁.

При a₁ = 180° и a₂ = 0 на выходе u_н = ~ 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, I_H = 0, U_H = 0.

 В момент времени  t = a: U_СИФУ > 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,

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

Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика – это зависимость U_нa= 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 U_нa= f (I_н) при различных углах a.

, 

где DU_тр - падение напряжения на обмотках трансформатора;

DU_в - паление напряжения на вентиле;

DU_ф - 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 I_а, т.к. если I_{a 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 U_а) (рис. 76);