7.6. Керовані випрямлячі

В наш час системи перетворення змінної синусоїдальної напруги і струму в постійну практично повністю представлені напівпровідниковими випрямлячами. Дуже часто необхідно регулювати величину отриманої постійної напруги. Економічно та вигідно поставити випрямляч с системо імпульсно-фазового керування через її відносну дешевизну та високий ККД.

Завдяки своїм властивостям інвертори знаходять широке застосування. В регульованих електроприводах з асинхронними двигунами трифазного струму інвертори застосовують у тягових електроприводах електровозів, тепловозів, системах кондиціо-нування, побутових світильниках денного світла, системах живлення комп’ютерів, телевізорів тощо.

7.6.1. Керовані випрямлячі на транзисторах

Керований випрямляч на тиристорах – елементах, що володіють великим коефіцієнтом підсилення по потужності, дозволяє отримувати великі струми в навантаженні при незначній потужності, затрачуваної в ланцюзі управління

тиристора.

На рис. 7.32. зображена схема, що формує керуючий сигнал для тиристора. Трансформатор T забезпечує гальванічну розв’язку силового ланцюга і системи управління та підвищує рівень напруги керуючого сигналу, а транзистор збільшує потужність цього сигналу.

Рис. 7.32. Схема формувача керуючого сигналу тиристором

При подачі керуючого імпульсу з системи управління на базу транзисторного ключа (VT₁ ) внаслідок чого протікає струм крізь обмотку трансформатора та колектор-емітер VT₁. У ланцюзі намагнічення трансформатора T накопичується реак-тивна енергія, яка викликає появи негативного викиду напруги в формі імпульсу управління.

Індуктивність розсіювання і ємність колекторного пере-ходу VT₁ призводять до появи сплесків напруги на “передньому фронті” імпульсу управління (перехідний процес). Щоб уникнути “помилкового” включення тиристора у вторинному ланцюзі трансформатора встановлені: випрямний діод VD₁ і захисний діод VD₂.

На рис 7.33. зображена принципова схема симетричного керованого випрямляча і тимчасові діаграми струмів і напруг.

а б

Рис 7.34. Принципова електрична схема симетричного керованого випрямляча (а) і тимчасові діаграми струмів та напруг (б).

У момент часу (0 +а₁) на управляючий елемент тиристорів подається імпульс управління – тиристори відкриваються і напруга U₂ передається в навантаження. При запиранні тиристорів(π +а₂) VS₁…VS₄. в навантаженні напруга дорівнює нулю. Діапазон регулювання в керованих випрямлячах визнача-ється наступними параметрами:

• нестабільністю вхідної напруги U₁;

• діапазоном струму навантаження (I_{0 min}, I_0max);

• характером навантаження (активна, активно-індуктивне навантаження);

• допустимим мінімальним значенням кута регулювання, який залежить від дрейфу фазної напруги, інерційності системи управління, динамічних параметрів тиристорів;

• температурною залежністю параметрів напівпровід-ників.