6.7 Способы управления тиристорами в управляемых

выпрямителях

1. Амплитудный способ управления включением тиристора

На управляющий электрод тиристора подаётся постоянный ток различной величины. Чем больше ток управления I_упр, тем меньше напряжение, при котором происходит его включение. Запаздывание включения происходит раньше при меньшем угле регулирования α.

Достоинства: простая схема управления.

Недостатки: малый предел регулирования α (0 - 90º).

Применение: при небольшой мощности в простых устройствах.

2. Фазовый способ регулирования

Применяют фазорегуляторы, выполненные на RC-цепочках или на RL-цепочках.

Рисунок 6.7 – Схема фазорегулятора

Фазорегулятор RC можно представить в виде моста, в котором два плеча образованы половинками вторичной обмотки трансформатора и два плеча – реостатом R и конденсатором С.

При подаче питания фазорегулятор начинает функционировать. Ток сети проходит по первичной обмотке трансформатора и создаёт в сердечнике переменный магнитный поток, под действием которого возникает ЭДС самоиндукции в первичной обмотке и ЭДС взаимоиндукции во вторичной обмотке. Так как цепь замкнута протекает ток вторичной обмотки и происходит заряд конденсатора С через резистор R. Время заряда t = RC. По окончании заряда ток начинает поступать к управляющему электроду тиристора, происходит его включение с некоторым запаздыванием α. При изменении направления тока (другой полупериод), изменяется направление тока в фазорегуляторе. Конденсатор перезаряжается и через некоторое время с задержкой включается другой тиристор.

Время задержки в фазорегуляторе можно изменять, изменяя величину резистора R. При этом изменяется время заряда конденсатора t = RC. Из векторной диаграммы видно, что при уменьшении величины резистора R падение напряжения U_R на резисторе уменьшается, а на конденсаторе напряжение Uc увеличивается, угол регулирования α увеличивается. Тиристоры включаются с большей задержкой во времени.

Достоинства: простота схемы, широкий предел регулирования (0-180º).

Недостатки: плавный фронт импульса управления, что увеличивает время включения тиристора.

Применение: при небольшой мощности.

3. Фазоимпульсный способ регулирования

Рисунок 6.8 – Структурная схема управления тиристорами

Структурная схема управления тиристорным выпрямителем:

1. Выпрямитель – преобразует напряжение переменного тока в напряжения постоянного тока для питания элементов схемы управления, а также обеспечивает синхронную работу с сетью питания, чтобы каждый импульс управления был подан к соответствующему тиристору во времени.

2. Генератор пилообразного напряжения вырабатывает сигнал, соответствующий каждому полупериоду выпрямленного напряжения.

3. Схема сравнения сравнивает два напряжения: напряжение пилообразное от генератора и напряжение постоянное Uу. При совпадении двух напряжений образуется сигнал включения.

4. Генератор прямоугольных импульсов вырабатывает пачку прямоугольных импульсов, обеспечивающих надёжное включение тиристора.

5. Усилитель импульсов обеспечивает усиление сигнала включения до нормированного значения.

При подаче питания схема начинает функционировать. Выпрямитель преобразует переменный ток в пульсирующий ток, обеспечивает синхронизацию генератора пилообразного напряжения.

Сравнивающее устройство сравнивает два напряжения: пилообразное и постоянное напряжение и вырабатывает сигнал включения генератора импульсов. Генератор выдаёт в определённый момент с некоторым запаздыванием пачку импульсов, которые усиливаются и поступают на управляющий электрод тиристора. Происходит надёжное включение тиристора.

При изменении напряжения управления момент подачи сигнала включения изменяется во времени, что приводит к изменению времени задержки включения тиристора.

Достоинства: малое потребление мощности, надёжное включение тиристоров, крутой фронт импульсов, широкий предел регулирования (0-180º).

Недостатки: сложная схема, более высокая стоимость.

Применение: в управляемых выпрямителях средней и большой мощности.

ЗАПОМНИТЕ

Схема управления потребляет небольшую мощность, поэтому КПД выпрямителя получается высоким. Если включение тиристора происходит с задержкой, то ток и напряжение на выходе выпрямителя будут меньше.

Характер нагрузки выпрямителя должен быть индуктивный, при ёмкостном характере нагрузки не происходит регулирование, конденсатор заряжается и напряжение не изменяется.

Темы докладов и рефератов

1. Тиристоры и их свойства.

2. Фазорегулятор с RL-цепочкой.

3. Двухполупериодный тиристорный выпрямитель.

4. Трёхфазный выпрямитель с встречно-параллельным включением регулирующих тиристоров по переменному току.

5. Трёхфазный мостовой выпрямитель с несимметричным управлением.

Контрольные вопросы

1. Укажите отличие тиристора от транзистора?

2. Поясните принцип регулирования тиристорного управляемого выпрямителя.

3. Нарисуйте схему и поясните работу однофазного управляемого выпрямителя.

4. Поясните фазовый способ управления работой тиристоров.

5. Укажите достоинства и недостатки фазоимпульсного способа управления тиристорными выпрямителями.

6. Поясните работу трёхфазного управляемого выпрямителя.

7. Какие функции выполняет тиристор в управляемом выпрямителе?