Одним из основных показателей, характеризующих схему выпрямителя, является значение пульсаций выпрямленного напряжения, определяющее выбор схемы сглаживающего фильтра и динамические характеристики стабилизированного выпрямителя. Выражение для коэффициента пульсаций n-ой гармоники выходного напряжения рассматриваемых регулируемых выпрямителей имеет очень громоздкий вид [14]. Наибольшие значения у второй гармоники и четвертой, которые и определяют выбор параметров сглаживающего фильтра.
В этом случае выражение для коэффициентов пульсации соответствующих гармоник имеет вид:
Коэффициент сдвига фаз при активной нагрузке регулируемого выпрямителя с достаточной для практики точностью в диапазоне измерения угла регулирования 0<α<1000 может быть определен из выражения
При активно-индуктивной нагрузке выпрямителя без разрядного диода
а при активно-индуктивной нагрузке и разрядном диоде
При сравнительно небольших пределах изменения питающего напряжения около ±(20÷33)% целесообразно применение схем выпрямителей с регулируемым вольтодобавочным напряжением (со ступенчатым регулированием). Частичная модуляция напряжения на входе сглаживающего фильтра позволяет значительно уменьшить его массу и габариты, повысить коэффициент мощности выпрямителя.
Основные схемы двухполупериодных выпрямителей с вольтодобавочным напряжением приведены на рис. 6.23. Форма напряжения на выходе выпрямителей при синусоидальной форме питающего напряжения и активной нагрузке соответствует рис. 1.4г, а при прямоугольной форме напряжения ― рис. 1.4б. Недостатки этих схем ― необходимость в трансформаторе (автотрансформаторе) и некоторое усложнение схем за счет увеличения числа элементов.
Рассмотрим принцип действия регулируемых выпрямителей с вольтодобавочным напряжением на примере схемы, приведенной на рис. 6.23а. В схему входят два выпрямительных диода Д1 и Д2, подключенные к отводам вторичной обмотки трансформатора Тр и два тиристора Д3, Д4, имеющие общую схему управления. При положительной по отношению к диоду Д1 полуволне питающего напряжения на обмотке ω′2 трансформатора в интервале времени ωt=0…α (рис. 1.4г) тиристоры Д3, Д4 и диод Д2 закрыты. Ток нагрузки протекает только через диод Д1. В этом случае коэффициент трансформации n1= ω′2/ω1.
В момент времени ωt=α на тиристор Д3 поступает управляющий импульс, тиристор открывается и коэффициент трансформации скачком изменяется до значения n2= (ω′2+ω′3) /ω1, амплитуда выходного напряжения увеличивается, а диод Д1 закрывается. В момент времени ωt=π питающее напряжение уменьшается до нуля, тиристор Д3 закрывается. В следующий полупериод откроется сначала диод Д2, затем с поступлением управляющего импульса – тиристор Д4. Далее процесс повторится.
В схеме на рис. 6.23б при максимальном напряжении питания тиристоры Д1 и Д3 полностью закрыты и на нагрузке присутствует только выпрямленное диодом Д4 (или Д5) напряжение с полуобмоток ω′2+ω′3 (или ω′′2+ω′′3) трансформатора Тр. При минимальном напряжении питания тиристор Д1 (или Д3) открыт, диод Д2 закрыт и напряжение на нагрузке определяется выпрямленным напряжением обмоток ω′2+ω′′2+ω′′3 (или ω′′2+ ω′2+ ω′3).
Мостовая схема регулируемого выпрямителя (рис. 623в) имеет только один отвод от вторичной обмотки трансформатора Тр. При максимальном напряжении питания тиристоры Д3 и Д5 закрыты и напряжение на нагрузке определяется мостовым диодным выпрямлением Д1, Д2, Д4, и Д6, подключенным к обмотке ω2. При открывании тиристора Д5 (или Д3) напряжение на нагрузке определяется обмотками ω2+ω3. Ток нагрузки протекает поочередно через Д5 и Д2 или Д6 и Д3. Диоды Д1, Д4 при этом закрыты напряжением обмотки ω3 трансформатора. Недостатком выпрямителя является необходимость в двух гальванически развязанных схемах управления тиристорами, а также в больших потерях мощности на выпрямительных элементах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.