Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

2354.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2021

Размер:

6.14 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 4950 / 6250 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 > Следующая >>>

10.3.2. Управляемые выпрямители

В большинстве практических случаев выпрямители средней и большой мощности должны позволять плавно регулировать постоянную составляющую выпрямленного напряжения U0. Это обусловливается необходимостью стабилизации тока нагрузки, а также изменением напряжения при управлении частотой вращения двигателей постоянного тока, при зарядке аккумуляторных батарей и т.п.

Регул рован е выпрямленного напряжения базируется на ис-

пользован

в выпрям тельных схемах управляемых силовых элек-

тронных ключей – тр одных тиристоров (рис. 10.35, а), поэтому такие

выпрям

называют управляемыми [3, 5, 11].

uн

ωt

тели

~U2

Uу

Rн

Uн

uу

α π

2π

ωt

Рис. 10.35. Управление тиристором:

а – схема включения; б – диаграммы напряжений

Триодные тиристоры позволяют изменять момент их перехода из закрытого состояния в открытое под действием управляющего напряжения U . Так как управляющий электрод после открытия тиристора перестаёту оказывать влияние на его работуИ, то в цепь управляющего электрода обычно подаётся короткий импульс длительностью около 10 мкс. При наличии прямого напряжения между анодом и катодом и при подаче импульса Uу в цепь управления тиристор открывается и будет открыт до тех пор, пока напряжение U2 не станет равным нулю или не изменит свою полярность на противоположную.

Открывание тиристоров в управляемых схемах выпрямления при непрерывном токе нагрузки происходит 1 раз в каждый положительный полупериод анодного напряжения. Ток управления составляет не более 1 – 2% от тока основной цепи.

Фазовый угол α, являющийся начальной фазой переднего фронта управляющего импульса, называется углом отпирания тиристора

298

(рис. 10.35, б). При изменении угла отпирания α изменяется среднее
значение тока, протекающего через сопротивление нагрузки Rн, а сле-
довательно, и постоянная составляющая выпрямленного напряжения
U0. Таким образом, изменяя угол отпирания α от 0 до π, можно регули-
ровать напряжение на нагрузке от максимальной величины до нуля.
Для формирования управляющих тиристором импульсов управ-
ляемые выпрямители должны иметь систему импульсно-фазового
управления (		), которая должна выполнять следующие задачи:
1) создавать с нхронизированную с напряжением питающей
сети с стему	мпульсов управления,					каждый из которых способен
включ ть любой т р стор, применяемый в выпрямительной схеме;
СИФУ
2) позволять сдв гать по фазе импульсы управления относи-
тельно анодного напряжения тиристоров.
Для управлен я тиристорами применяют различные системы,
требован я к которым определяются спецификой схем преобразова-
тельных установок			о		свойствами тиристоров.
щими
Однофазные управляемые выпрямители выполняются по схеме
с выводом от средней точки трансформатора и мостовой схеме.
Схема управляемого выпрямителя с выводом от средней точки
изображенабна рис. 10.16, а. Она отличается от схемы неуправляемого
выпрямителя (см. рис. 10.24,				а) тем, что диоды VD1 и VD2 заменены
тиристорами VS1 и VS2.
			а		б	u				u21
	VS1		А
	U21					0					ωt
	U21				Sα	uу	α + π			u22
	Uн				Sα	uу	α + π			u22
	Uн					α
U1				СИФУД
	Rн		Iн			0	π	2π			ωt
	U22					uн
						U0
	VS2					0	VS1	VS2	VS1		ωt
							И
Рис. 10.36. Схема управляемого выпрямителя с выводом от средней точки:
а – принципиальная схема; б – диаграммы напряжений

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения U0 будет тем больше, чем меньше угол отпирания тиристора α. Если пренебречь падением напряжения на тиристоре, то зависимость U0(α) для

299

схемы управляемого выпрямителя с выводом от средней точки опре-

деляется выражением

2 U21 (1+cosα)

≈ 0,45 U21 (1+cosα).

(10.47)

ледовательно, рабочий режим неуправляемого выпрямителя

является предельным, к которому приближается управляемый выпря-

митель при угле управления α = 0. Зависимость напряжения U0 от уг-

ла α для конкретного т па выпрямительной схемы называется регули-

ровочной характер ст кой управляемого выпрямителя.

Мостовая схема управляемого выпрямителя представлена на

. 10.37,

а. Она отл чается от схемы неуправляемого выпрямителя

(см. р с. 10.25, а)

тем,

что диоды VD1 и VD2 заменены тиристорами

VS1 и VS2, а д оды VD3 и VD4 выполняют свои обычные функции.

Sα

u21

рис

СИФУ

ωt

VS1

VS2

Iн

uу

α + π

u22

Rн

Uн

2π

ωt

uн

VD4

VD3

VS1

VS2

VS1

ωt

Рис. 10.37. Схема управляемого мостового выпрямителя:

а – принципиальная схемаД; б – диаграммы напряжений

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения U0 опре-

деляется так же, как у схемы управляемого выпрямителя с выводом

от средней точки:

2 U2 (1 + cosα)

U0 =

≈ 0,45 U2 (1 + cosα).

(10.48)

Мостовая схема управляемого выпрямителя из-за присущих её

неуправляемому аналогу преимуществ более распространена, чем схема

управляемого выпрямителя с выводом от средней точки.

300

10.3.3. Регуляторы переменного тока

Тиристор идеально подходит для регулирования мощности переменного напряжения во всём, кроме одного: он является однополупериодным устройством, а это означает, что даже при полной проводимости используется только половина мощности. Можно включить параллельно два тиристора навстречу друг другу, чтобы обеспечить двухполупериодный режим работы, однако для этого требуется подавать импульсы запуска на управляющие электроды от двух изолиро-

Сванных, но с нхронных источников. женияНа практ ке для регулирования мощности переменного напря-

Симистор является настолько ги ким устройством, что его можно пе-

спользуется двунаправленный тиристор, или симистор. Как можно в деть на р с. 10.38, а, симистор можно рассматривать как два встречно-параллельных тиристора, выполненных в одном монокристалле кремнбя, с управлением от единственного источника сигнала.

рассчитанного на ток до 25 , достаточен пусковой ток 20 мА; одним из простейших примеров его применения является «твердотельное реле», в котором не ольшой пусковой ток используется для управле-

реключать в проводящее состояние как положительным, так и отрицательным мпульсом независимо от мгновенной полярности источника переменного напряженияА. О ычно для переключения симистора,

ния большим током нагрузки [3, 5, 11].

Управление симистором осуществляетсяДследующим образом: в момент времени, соответствующий фазовому сдвигу α = ωt, импульс

управляющего напряжения Uу поступает на управляющий электрод симистора (рис. 10.38, б). Симистор открывается и в течение времени

(π – α)/ω через сопротивление нагрузки R протекает ток в прямом на-

правлении. Управляющий импульс у повторяется в следующую половину периода, и симистор пропускает ток через сопротивление нагруз-

ки Rн в обратном направлении с момента времени, соответствующего углу отпирания π+α, до момента, соответствующего фазовому углу 2π, [т.е. в течение времени (2π – (π+α))/ω].

Таким образом, ток и, следовательно, напряжение на сопротивле-

U н И

нии нагрузки Rн являются переменными и имеют форму усеченных
полуволн синусоиды. Действующее значение этого напряжения Uн за-
висит от угла отпирания α:
Uн = U 1 − α	+ sin2α .	(10.49)
π	2π

301

	VS					u, iн		u
	VS					u, iн
а				Iн	б	0		iн	ωt
U			Rн	Uн		uу
	Uу		Rн	Uн
						0

							α π	2π	ωt
							α π	2π	ωt
							π + α
	Р с. 10.38. Регулирование переменного тока:
С
– электр ческая схема на симисторе; б – диаграммы тока и напряжения
На р с. 10.39 показана схема простейшего регулятора перемен-
ного тока. Временное положение управляющих импульсов устанав-
R2C2-цепочкой; реостатом R2 меняют угол отпирания сими-
ливается
стора VS2, а рез стор				R1 просто ограничивает ток в управляющей це-
пи регулятора. Сами				мпульсы формируются симметричным двуна-
правленным динистором VS1 с низким напряжением включения. В
начале положительногобполупериода							переменного		напряжения U
конденсатор С2	начинает заряжаться через сопротивление (R1 + R2), от
величины которого зависит скорость заряда. Когда напряжение на
конденсаторе С2		достигнет уровня включения динистора VS1, мгно-
венный импульс		разряда конденсатора поступает на симистор VS2
			А
через динистор VS1. Сопротивление симистора VS2 становится очень
мало и он пропускает ток до конца полупериода напряжения U. Вход-
ной L1C1-фильтр подавляет помехи регулятора, а введение дополни-
тельной R3C3-цепочки позволяет достигать бóльших углов отпирания
симистора VS2, что актуально дляДмаломощной нагрузки [14].
				L1
				R1			VS2		Iн
	C1			R2			И
U	C1			R2		R3	VS1	Rн	Uн
						R3
				C2			C3
Рис. 10.39. Схема простейшего регулятора переменного тока

302

<<< < Предыдущая 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 4950 / 6250 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
07.01.2021364.9 Кб35235.pdf
#
07.01.20216.1 Mб2572350.pdf
#
07.01.20216.11 Mб482351.pdf
#
07.01.20216.13 Mб482352.pdf
#
07.01.20216.14 Mб442353.pdf
#
07.01.20216.14 Mб442354.pdf
#
07.01.20216.15 Mб352355.pdf
#
07.01.20216.18 Mб82356.pdf
#
07.01.20216.19 Mб42357.pdf
#
07.01.20216.26 Mб402358.pdf
#
07.01.20216.31 Mб22359.pdf