Изучение однофазного мостового управляемого выпрямителя. Наличие реактивной мощности. Бестоковая пауза

1 Изучение однофазного мостового управляемого выпрямителя

1.1 С помощью программы MATLAB 6.5 смоделируем схему и проанализируем ее

Рисунок 1 Однофазный мостовой управляемый выпрямитель

1.2 Схема состоит из силового блока (Rectifier – выпрямитель) и из блока-системы управления (Control system). Силовой блок выполнен на четырех тиристорах, образующих однофазную мостовую схему. В системе управления реализован вертикальный способ, основанный на сравнении напряжения пилообразной формы и постоянного сигнала управления. Равенство мгновенных значений этих напряжений определяет фазу, при которой система вырабатывает импульс, который усиливается и подается на управляющий электрод нужного тиристора. Следовательно, меняя уровень напряжения сигнала управления, мы меняем угол управления (фазу).

1.3 Подадим сигнал управления соответствующий 90°. При этом работа выпрямителя осуществляется на чисто активную нагрузку. Время шага зададим 0,02 с. В результате получим режим прерывистого тока, т.е. появляется бестоковая пауза, т.к. ток в обратном направлении через тиристор протекать не может.

Подтвердим выводы графиками изменения напряжения, тока, активной и реактивной мощности во времени.

Рисунок 2 Результаты анализа пункта 3

Наличие реактивной мощности объясняется внутренней индуктивностью тиристоров.

 Рисунок 3

1.4 Теперь не меняя угол управления подключим к выходу активно-индуктивную нагрузку (рисунок 3).

1.5 Как видно из графиков бестоковая пауза исчезает. Это возникает вследствие появления эдс самоиндукции возникающей при прекращении тока (вследствие закрытия тиристора) через  добавленную катушку индуктивности (L=0.3 Гн). Эта эдс и поддерживает ток при закрытом тиристоре. Т.е. индуктивность вносит электрическую инерционность тока.

Подобные процессы наблюдаются при работе выпрямителя на обмотку возбуждения машины постоянного тока, якорная цепь двигателя обладает значительно меньшей индуктивностью, чем обмотка возбуждения, поэтому в цепи якорей при больших углах управления возникает режим прерывистого тока.

1.6 Вывод: из проведенных опытов следует, что при углах управления от 0°£α£30°, при работе на любую нагрузку ток в цепи нагрузки не прекращается, при углах 30°<α<150° при малых индуктивностях появляется бестоковая пауза, при увеличении индуктивности в нагрузке токовая пауза сокращается и при достаточных индуктивностях исчезает. При выполнении работы было замечено, что при повышении угла растет потребляемая иощность.