Контрольные вопросы

1. Назовите основные трехфазные схемы выпрямления.

2. Назовите основные величины, используемые при описании работы выпрямителей.

3. Какова частота пульсации выпрямленного напряжения в изучаемых схемах?

4. Что такое непрерывный режим?

5. Что такое внешняя характеристика? От каких параметров зависит ее положение в непрерывном режиме?

6. Что такое регулировочная характеристика, от каких параметров зависит ее положение в непрерывном режиме?

7. Сравнить трехфазную нулевую и трехфазную мостовую схемы по основным показателям.

8. Как снимаются внешние и регулировочные характеристики?

10.Что такое коэффициент мощности выпрямителя?

11. Как определить коэффициент мощности выпрямителя экспериментально?

12.Как зависит коэффициент мощности от угла регулирования? Почему?

13. Как зависит коэффициент мощности от тока нагрузки? Почему?

13. Как зависит КПД от угла регулирования?

14. Как зависит КПД от тока нагрузки?

15. Чем определяется угол сдвига φ в выпрямителе?

16. От чего зависит cosφ?

17. Порядок включения и выключения лабораторной установки. Какие переключения и при каких условиях запрещается их производить?

Паспортные данные стенда:

Напряжение вторичной обмотки E₂=U₂=46 В;

Пороговое напряжение тиристора U₀=1,0 В; r_в.д=0,05 Ом.

Индуктивность цепи нагрузки L_d=80 мГн (х_d=63 Ом).

Индуктивное сопротивление фазы первичной обмотки

трансформатора (x_ф=4,3 Ом; r_ф=1,65 Ом или x_ф=0,3 Ом; r_ф=1,5 Ом).

4. Исследование реверсивных преобразователей

Полупроводниковые преобразователи с выходом на постоянном токе находят широкое применение в электроприводах постоянного тока. На практике находят применение тиристорные и транзисторные преобразователи.

Преобразователи могут быть нереверсивными и реверсивными.

Нереверсивные преобразователи находят применение в нереверсивных электроприводах, а реверсивные преобразователи применяются в реверсивных электроприводах постоянного тока.

Нереверсивный тиристорный преобразователь содержит один управляемый выпрямитель. Характеристики этого преобразователя исследуются в лабораторной работе №3. Тиристорный реверсивный преобразователь содержит два управляемых выпрямителя, включенных по встречно-параллельной или перекрестной схеме [4].

Лабораторная работа №4. Исследование реверсивного тиристорного преобразователя

Цель работы. Изучение регулировочных и внешних характеристик тиристорного реверсивного преобразователя при работе на активно-индуктивную нагрузку и активно-индуктивную с противо-ЭДС.

Наиболее распространенные схемы реверсивных тиристорных преобразователей, выполненных по встречно-параллельной схеме, приведены на на рис. 4.1 и рис.4.2. На рис. 4.1 приведена схема реверсивного тиристорного преобразователя, в которой встречно – параллельно включены два трехфазные однотактные управляемые выпрямителя. На рис.4.2 приведена схема реверсивного тиристорного преобразователя, в которой встречно – параллельно включены два управляемых выпрямителя, выполненные по трехфазной мостовой схеме. В лабораторной работе необходимо исследовать характеристики двух схем реверсивных тиристорных преобразователей, включенных по встречно-параллельной схеме и выполненных:

- по трехфазной однотактной схеме;

- трехфазной мостовой схеме.

Любой реверсивный тиристорный преобразователь содержит в своем составе:

- систему импульсно-фазового управления (СИФУ);

- силовую схему.

Рис.4.1. Реверсивная встречно – параллельная трехфазная однотактная схема

Рис.4.2. Реверсивная встречно – параллельная трехфазная мостовая схема

Структурная схема СИФУ приведена на рис.4.3. В состав СИФУ входят:

- УВ – управляемый выпрямитель;

- УС – устройство синхронизации;

- ФСУ – фазосдвигающее устройство;

- ГПН – генератор пилообразного напряжения;

- СС – система сравнения;

- ФИ – формирователь импульсов;

- РИ – распределитель импульсов;

- У – усилитель.

Рис.4.3. Структурная схема аналоговой СИФУ

Устройство синхронизации СИФУ должно обеспечивать фазосдвигающее устройство опорными сигналами, относительно которых сдвигается фаза импульсов управления.

Генератор пилообразного напряжения в соответствии с синхронизирующими импульсами (узкие импульсы) производит развертку опорного напряжения в пилообразное напряжение.

Фазосдвигающее устройство формирует управляющие импульсы в момент равенства пилообразного напряжения и напряжения управления.

Формирователь импульсов формирует импульсы управления определенной длительности с требуемой крутизной переднего фронта, которые затем

распределителем импульсов распределяются на соответствующие управляющие электроды тиристоров УВ.

Управление тиристорами УВ желательно осуществлять импульсами возможно меньшей длительности, так как увеличение длительности импульса управления приводит к возрастанию мощности схемы управления. С другой стороны длительность импульса управления должна несколько превышать время включения тиристора, то есть время перехода его из запертого состояния в открытое).

Регулировочная характеристика СИФУ представляет собой зависимость угла управления α от напряжения управления U_у, т.е. α=f(U_упр).

При линейной зависимости изменения опорного сигнала во времени

u_оп=U_{оп m}(1-2ωt/π). (4.1)

При ωt=α напряжения управления U_у равно опорному сигналу u_оп. В этот момент происходит формирование импульса управления. Формула (4.1) для этого момента времени принимает вид:

U_у=u_оп=U_{оп m}(1-2α/π). (4.2)

Регулировочная характеристика СИФУ лабораторной установки имеет линейный характер и выполнена таким образом, что угол начального согласования регулировочных характеристик СИФУ группы вентилей «Вперед» и группы вентилей «Назад» α₀, соответствующий U_у=0, принят равным 135^о, т.е. α₀=135^о, и регулировочная характеристика СИФУ принимает вид:

α= α₀-(Δα/ΔU_у) U_у. (4.3)

Напряжение управления U_у подставляется в формулу (4.3) с учетом знака. Согласованные регулировочные характеристики групп вентилей «Вперед» и «Назад» приведены на рис.4.4.

Расчет регулировочной характеристики силовой схемы реверсивного преобразователя с учетом падения напряжения на элементах схемы при активно-индуктивном характере нагрузки можно выполнить по формуле (4.4):

(4.4)

Расчет регулировочной характеристики силовой схемы реверсивного преобразователя с учетом падения напряжения на элементах схемы при активном характере нагрузки следует выполнять по формуле (4.4) для диапазона угла регулирования 0<α<α_гр, а для диапазона угла регулирования α_гр <α < α_зап - по формуле (4.5):

(4.5)

Знак «+›› перед выражением в круглых скобках относится к комплекту «Вперед», а знак «-» к комплекту «Назад». При этом для комплекта «Назад» должны представляться отрицательные значения тока I_d.

Рис.4.4. Регулировочная характеристика СИФУ реверсивного преобразователя