Трехфазный нулевой управляемый выпрямитель

При изменении угла α в диапазоне от 0 до 30° (рис. 3.8, б) переход на-

пряжения ud с одного фазного напряжения на другое осуществляется в пределах положительной полярности участков фазных напряжений. Поэтому форма кривой напряжения ud и его среднее значение одинаковы как при активной, так и при активно-индуктивной нагрузках. Ток нагрузки непрерывен. При α >30° вид кривой ud зависит от характера нагрузки.

В случае активно-индуктивной нагрузки ток id продолжает протекать

через тиристоры и вторичные обмотки трансформатора после изменения полярности их фазного напряжения, в связи с чем в кривой и появляются участки фазных напряжений отрицательной полярности. При Lн →∞ эти участки продолжаются до моментов очередного отпирания тиристоров. Равенству площадей участков и условию Ud=0 соответствует угол α =90°. Значение этого угла характеризует нижний предел регулирования напряжения Ud при Lн →∞ .

При активной нагрузке участки напряжения отрицательной полярности отсутствуют, и в кривой ud при α > 30° появляются нулевые паузы. Напряжению Ud=0 теперь будет отвечать значение угла α = 150^o.

Зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от угла α

(регулировочная характеристика) при Lн →∞ может быть найдена усреднением кривой ud на интервале 2π /3 :

т.е. она определяется тем же соотношением, что и в однофазных схемах.

Участок регулировочной характеристики при активной нагрузке ( Lн = 0 )

на интервале 150° > α > 30° находят из выражения

При этом закрытие тиристора происходит в точке, соответствующей нулевому напряжению ранее, чем открытие следующего тиристора. Интервал π/6

проводимости тиристора от+α до π. Ток нагрузки прерывен. Зона прерывистого тока могут быть устранены путем шунтирования нагрузки обратным диодом. Регулировочная характеристика при этом будет аналогична характеристике работы на активную нагрузку, а зона прерывистого тока в нагрузке в пределе будет сужена до нуля за счет замыкания тока в контуре, содержащем э.д.с. нагрузки и обратный диод.

Угол управления, при котором меняется режим, называется граничным. В табл. 5.1 приведены значения граничного угла α_гр для схем выпрямления с различной пульсностью при чисто активной нагрузке. Если угол управления меньше α_гр, то при любой активно-индуктивной нагрузке режим будет непрерывным. При углах больше α_гр возникает прерывистый режим.

При наличии достаточно большой индуктивности в цепи нагрузки, задержка вступления в работу очередных тиристоров создает задержку на такой же угол α моментов запирания тиристоров. При этом кривые потенциалов φd(+) и φd(-) и напряжения ud, в кривой выпрямленного напряжения создаются «вырезки», вследствие чего среднее значение напряжения Ud уменьшается. Таким образом,

при изменении угла α осуществляется регулирование величины Ud.

Мостовой управляемый выпрямитель трехфазного тока

Работа при угле = 0^о (работа неуправляемого выпрямителя). В каждый момент времени ток проводит 1 тиристор катодной группы, у которого U на аноде наиболее положительно, и один анодной группы, у которого U на аноде наиболее отрицательно. Через 2 проводящих тиристора к нагрузке прикладывается линейное напряжение. При чисто активной нагрузке выпрямленное напряжение и ток имеют одинаковую пульсирующую форму. Однако трансформатор, имеет некоторую индуктивность рассеяния фаз, вызванную наличием электромагнитных потоков рассеяния. Наличие индуктивности рассеяния фазы не позволяет току включаемой фазы мгновенно нарастать до установившегося значения, а току выключаемой фазы спадать мгновенно до нуля. Это приводит к тому, что появляются интервалы времени длительностью  γ (эл. гр), называемые интервалами коммутации. В результате на интервале коммутации γ в проводящем состоянии одновременно находятся 3 тиристора выпрямителя. Эти тиристоры создают короткозамкнутый контур для вторичной обмотки трансформатора. Коммутационные явления в схеме выпрямителя приводят к возрастанию фазового сдвига потребляемого тока относительно напряжения питающей сети.

При изменении угла α в диапазоне 0 до переход напряжения ud с одного линейного напряжения на другое осуществляется в пределах положительной полярности участков линейных напряжения. Поэтому форма кривой напряжения ud и его среднее значение одинаковы как при активной, так и при активно-индуктивной нагрузках. Регулировочные характеристики для активной и активно-индуктивной нагрузки описываются формулой:

При α ≥ вид кривой u_d зависит от характера нагрузки.

При активно-индуктивной нагрузке ток i_d продолжает протекать через тиристоры и вторичные обмотки трансформатора после изменения полярности их линейного напряжения, в связи, с чем появляются участки линейных напряжения отрицательной полярности, при угле регулирования α=90⁰) среднее значение выпрямленного напряжение будет равняться нулю, т.к. площади положительного и отрицательного участков становятся равными.

При чисто активной нагрузке участки напряжения отрицательной полярности отсутствуют и в кривой u_d при α ≥появляются нулевые паузы, постоянная составляющая выпрямленного напряжения, с увеличением угла уменьшаются до нуля. Это объясняется тем, что пульсация напряжения с увеличением угла α повышается, действующее значение напряжения убывает, и среднее значение выпрямленного напряжения на интервале регулирования 120^о≥α ≥находится из выражения:

среднее значение выпрямленного напряжения будет равняться нулю при угле регулирования равном 120^о.

В период бестоковой паузы, U на зажимах преобразователя становится равным противо- ЭДС, это приводит к тому, что среднее значение выпрямленного напряжения становится больше.