2.2.2 Трёхфазные управляемые выпрямители

Нулевая трёхфазная схема управляемого выпрямителя (рис 2.14а) применяется редко, но поскольку основные схемы трёхфазных управляемых выпрямителей - нулевая шестипульсовая схема с уравнительным реактором и мостовая шестипульсовая схема – состоят из двух нулевых трёхфазных схем, то необходимо рассмотреть принцип действия и параметры этой схемы.

Угол управления α отсчитывается от фазы напряжения сети, равной

(рис 2.14б) и изменяется в пределах 0÷ . Схема управления обеспечивает три канала управляющих импульсов, сдвинутых друг относительно друга на 120˚≡ . При α< напряжение на нагрузке имеет однополярный непрерывный характер, при α> при отсутствии нулевого диода в напряжении на нагрузке появляются отрицательные участки, при наличии нулевого диода напряжение на нагрузке равно нулю. При переходе тока с одного тиристора на другой в течение коммутационного процесса напряжение на нагрузке L_нR_н равно полусумме фазных напряжений (рис. 2.15).

Мостовой управляемый выпрямитель (рис. 2.16а) выполняется на тиристорах VS1–VS6. На тиристоры от схемы управления подаются сдвоенные (с интервалом ) импульсы управления. Такой алгоритм следования импульсов необходим для одновременного включения одного тиристора в катодной группе и одного тиристора в анодной группе, чтобы образовалась непрерывная цепь нагрузки при включении выпрямителя и в режиме прерывистого тока при глубоком регулировании. Временные диаграммы напряжений и токов мостового управляемого выпрямителя показаны на рис. 2.16б.

Угол управления α отсчитывается от φ=60˚ для фазного напряжения (или φ=30˚ для линейного напряжения). При изменении угла управления от 0 до напряжение и ток выпрямителя непрерывны даже при активной нагрузке. При ≤α< кривая выпрямленного напряжения при активной нагрузке становится прерывистой. Предельным углом управления является α_max= (120 эл. град.).

При активно-индуктивной нагрузке (L_н→∞) кривая выпрямленного напряжения во всём диапазоне изменения угла α непрерывна с тем отличием, что при отсутствии нулевого диода при α> в кривой имеются отрицательные участки.

При наличии нулевого диода кривая напряжения становится прерывистой, как и при активной нагрузке. Максимальное значение угла управления в режиме непрерывного тока составляет или 90 эл. град.

В мостовом выпрямителе с катодной группой тиристоров (рис. 2.17а) анодная группа тиристоров заменена диодами. Схема управления в таком выпрямителе значительно проще схемы управления для мостовой симметричной схемы, т.к. для регулирования необходимо управлять одним тиристором, поэтому схема управления обеспечивает три канала одиночных импульсов, сдвинутых по фазе на 120 эл. град. Переход тока с одного тиристора на другой происходит в момент подачи управляющего импульса, а с одного диода на другой – в момент естественной коммутации. Поэтому при α< в схеме имеет место режим шестипульсового выпрямителя, а в интервале <α<π – режим трехпульсового выпрямителя.

Токи обмоток трансформатора вследствие сдвига по фазе тока тиристоров на угол α в положительный и отрицательный полупериоды оказывается приближенными друг к другу, что вызывает появление в сетевом токе не только нечётных, но и чётных гармонических составляющих. Это снижает энергетические показатели выпрямители. Для улучшения показателей в схему вводится нулевой диод, через который замыкается ток нагрузки при глубоком регулировании.

Из-за несимметричности кривой тока первичной обмотки применение мостовой схемы с катодной группой тиристоров целесообразно при неглубоком регулировании выпрямленного напряжения.