Опыт 6: Реверсивная нулевая схема выпрямления.
В нулевом реверсивном выпрямителе (Рис. 18.) вторичные обмотки трансформатора питают две группы тиристоров. При одном направлении тока в нагрузке работают тиристоры – VD1, VD2,VD3, а при обратном направлении тока работают VD4, VD5, VD6.
Рис. 18. Схема принципиальная..
В реверсивной схеме содержится две нулевые схемы. Одна группа вентилей работает при замкнутом ключе К1 и преобразует переменной напряжение в выпрямленное напряжение положительной полярности, вторая группа – отрицательной полярности.
Если замкнут К1, а К2 разомкнут тогда получается трехфазная нулевая схема где ток протекает с самой положительной фазы на нулевую точку т.е. с “+” на “0”. Если К2 замкнут, а К1 разомкнут то тоже нулевая трех фазная схема с обратным включением вентилей. При этом ток протекает из нуля через нагрузку к К2 на самую отрицательную фазу т.е. с “0” на “-“.
Достоинства:Аналогичны нулевой трехфазной схеме, но появляется возможность реверса.
Недостатки: Аналогичны нулевой трехфазной схеме
Рис. 19. Модель схемы в программной среде Matlab.
Рис. 20. Результаты опыта.
Вывод: Схема аналогична нулевой схеме выпрямления, но унее имеется возможность изменения полярности выпрямленного напряжения.
Опыт 7: Реверсивная мостовая схема выпрямления
В мостовом трехфазном выпрямителе вторичные обмотки трансформатора питают два встречно-параллельно соединенных мостовых выпрямителя. При одном направлении тока работает пара тиристоров верхнего выпрямительного моста, а при обратном направлении тока работают тиристоры нижнего выпрямительного моста.
Сигналы, управления тиристорным преобразователем подаются с внешнего устройства.
Переключение между мостами обеспечивает от внешнего источника.
Рис. 21. Схема принципиальная.
Рис. 22. Модель схемы в программной среде Matlab.
Рис. 23. Результаты опыта.
Рис. 24. Результаты опыта.
Достоинства: Аналогичны мостовой трехфазной схеме, но появляется возможность реверса.
Недостатки: При одновременном включении всех ключей произойдет короткое замыкание.
Вывод: Схема аналогична нулевой схеме выпрямления, но унее имеется возможность изменения полярности выпрямленного напряжения.
Опыт №8: Схема автономного инвертора
Автономные инверторы – устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку.
Инверторы, питающиеся от источника постоянного напряжения и формирующие напряжение на нагрузке, в то время как ток определяется сопротивлением нагрузки, называются инверторами напряжения. Они выполняются на полностью управляемых транзисторах, однооперационных тиристорах с устройствами их принудительной коммутации.
Инверторы, работающие от источников постоянного тока, называются инверторами тока. Источник постоянного тока реализуется путем включения катушки большой индуктивности последовательно с источником постоянного напряжения. Преобразователи этого типа являются источниками тока по отношению к нагрузке. Их реализуют на однооперационных тиристорах, двухоперационных тиристорах и транзисторах.
Рис. 25. Схема принципиальная.
Принципиальная схема содержит шесть полностью управляемых транзисторов 1–6 включенных в каждое плечо инвертора. В данном случае преобразователь собран на биполярных транзисторах со встречно-параллельно подключенными к ним диодами.
Транзисторы каждой ветви управляются со сдвигом в 120 градусов относительно друг друга.
Регулирование выходного напряжения производят по цепи питания, применением на входе инвертора управляемого выпрямителя или импульсного преобразователя постоянного напряжения.
В течение одного периода выходной частоты происходит шесть коммутаций тиристоров моста. Каждый тиристор включен на протяжении π. Включение следующего тиристора происходит со сдвигом π/3. Так на первом этапе в промежутке от 0 до π/3, когда замкнуты ключи 1,5,6 фазы А и С оказываются включенными параллельно, а фаза В – последовательно с ними. Поскольку сопротивление фаз одинаково, то полное сопротивление параллельно включенных фаз А и С составит:
С
опротивление
фазы В составит
.
При таких сопротивлениях фазные
напряжения
с положительным знаком. Напряжение
составит
и будет иметь отрицательный знак.
Линейные напряжения
,
,
получают как разность между фазными
напряжениями:
;
;
Рис.
26. Модель схемы в программной среде
Matlab.
Рис.26.1 модель субсистемы
Рис. 24. Результаты опыта.
Как мы видим на выходе мы получили переменное напряжение. Для регулировки частоты следует воздействовать на систему управления вентилями, то есть изменить период срабатывания пульсаций генераторов.
Вывод: с помощью данной схемы можно регулировать частоты и амплитуду выходного сигнала для управления асинхронного электродвигателя.
Достоинства:
Широкий диапазон изменения частоты, возможность получения частоты выше частоты питающей сети.
Недостатки:
Наличие схемы выпрямления и связанные с ней проблемы.
Ступенчатое изменение сигнала приводят к резким броскам скорости, что создает ударный характер нагрузки и разрушает механическую часть.
