Внедрение в промышленность современных средств автоматизации и управления, страница 2

Существенным недостатком однотактных схем является намагничивание трансформатора постоянной составляющей фазных токов вторичных обмоток. Для устранения этого явления обычно используется деление фаз вторичных обмоток на полуобмотки, размещение полуобмоток на разных стержнях трансформатора и соединение их в зигзаг.

Признаком двухтактной (мостовой) схемы является удвоенное количество вентильных групп, по сравнению с количеством вторичных обмоток трансформатора. Любой из выводов вторичных обмоток, присоединенный к двум вентилям разных вентильных групп, подключен к аноду одного из них и к катоду другого, вследствие чего через одну и ту же вторичную фазную обмотку проходит импульс тока в любой из полупериодов вторичной ЭДС , т.е. схема является двухтактной. В фазном токе вторичных обмоток двухтактных схем отсутствует постоянная составляющая, вызванная намагничиванием трансформатора. Двухтактные схемы всегда двухполупериодные.

В силу специфических особенностей своей вольтамперной характеристики тиристор [1] может открыться и начать проводить ток лишь в случае, когда потенциал его анода выше, чем потенциал катода и на управляющий электрод подан отпирающий импульс управления. Выключить тиристор, воздействуя на его управляющий электрод, невозможно. Для выключения тиристора необходимо уменьшить его анодный тон до нуля (точнее до некоторого малого значения тока удержания). Это осуществляется двумя способами: разрывом анодной цепи тиристора, либо приложением к тиристору обратного напряжения, при котором потенциал его анода становится ниже потенциала катода.

Диод [1] открывается и начинает проводить ток с момента, когда потенциал его анода становится выше потенциала катода, а закрывается при приложении к нему обратного напряжения.

В рассматриваемых ниже схемах ВП коммутация (включение и выключение) вентильных приборов, обеспечивающая в соответствующие моменты времени подключение к нагрузке определенных фаз вторичной обмотки трансформатора, осуществляется под действием напряжений питающей сети. Такая коммутации называется естественной.

В дальнейшем с целью упрощения расчетных соотношений вентили считаем идеальными ключами с сопротивлениями, равными нулю в прямом направлении тоrа (от анода к катоду) и равными бесконечности в обратном (от катода к аноду). Активными сопротивлениями фаз трансформатора и питающей сети вследствие их малости по сравнению с индуктивными пренебрегаем. Кроме того, при расчете параметров основных элементов ВП и энергетических характеристик будем пренебрегать индуктивными сопротивлениями рассеяния фаз трансформатора ,  и коммутацию вентилей считать мгновенной. Питающая сеть предполагается бесконечной мощности, система питающих напряжений - симметричной и синусоидальной, фазы преобразователя и трансформатора симметричными.

1.2. Расчет параметров основных элементов силовых схем выпрямителей однофазного питания

На рис.1.4 изображена диаграмма токов и напряжений на элементах однофазной нулевой схемы (см. рис. 1.2).

Диаграмма приведена для случая, когда коммутация имеет мгновенный характер (=0, =0), выпрямленный тоr идеально сглажен (0) и равен . Угол запаздывания отпирания вентилей по отношению к точкам их естественной коммутации, в дальнейшем просто угол отпирания, равен . Коэффициент трансформации  силового трансформатора принят равным единице.

Выпрямленная ЭДС  на нагрузке преобразователя или постоянная составляющая мгновенного значения выпрямленной ЭДС  в соответствии с рис.1.4 равна

,              (1.1)

где  - амплитуда фазной ЭДС вторичной обмотки трансформатора;  - действующее значение фазной ЭДС вторичной обмотки трансформатора;  - текущий угол ( - круговая частота питающей сети;  - текущее время).  Входящий в (1.1) параметр

                      (1.2)

представляет собой максимальное значение средней выпрямленной ЭДС, соответствующее углу отпирания =0.

Рассматриваемые далее параметры однофазной нулевой схемы не зависят от угла отпирания  и определяются на основании рис.1.4 следующим образом.

Среднее значение тока через вентиль схемы равно где tv -мгновенное значение тока через любой из вентилей.

Действующее значение тока вторичной обмотки 1г , равное действующему значению тока вентиля,' определяете» по формуле: __ .

г

Действующее значение тока первичной обмотки I, равно