4 курс (заочка) / Лекции / Лекция 4
.pdf
конденсатор С до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет значения, равного
Uэmax (pис. 4.18, б, график ис), причем крутизна экспоненты напряжения Uc при заряде и время заряда конденсатора С зависят от постоянной времени тз=R6 С.
Когда напряжение на конденсаторе ис достигнет значения Uэmax транзистор отпирается и конденсатор С быстро разряжается через транзистор и резистор R5,
поскольку R5<=R6.
Рис. 4.35. Двухполупериодная схема выпрямления на тиристорах (а), диаграммы напряжения и тока в ее цепях (б)
При разряде конденсатора напряжение на нем уменьшается до uc=Umin, при котором транзистор запирается; конденсатор С после появления следующего прямоугольного импульса снова начинает заряжаться и т.д. В цепи базы Б1
транзистора на резисторе R5 создаются положительные импульсы малой длительности (рис. 4.35,б, график Uу), которые являются управляющими для тиристоров; резисторы R2, R3 позволяют подобрать необходимый ток управления.
Как видно из графиков, момент появления управляющих импульсов
определяется моментом времени wc t1, при котором Uc = Uэmax, а момент wc t1, в
свою очередь, зависит от постоянной заряда конденсатора тз=R6С. Значит, изменяя сопротивление R6, можно сдвигать во времени момент появления управляющего импульса Uу, т.е. изменять угол отпирания и время работы тиристоров, регулируя таким образом значение тока. iо в нагрузке (рис. 4.35, б). При этом следует сказать,
что увеличение R6 приводит к увеличению угла отпирания, вызывая уменьшение
напряжения Uo, и тока Iо в нагрузке выпрямителя Rн.
Вмногофазных управляемых выпрямителях весьма удобно применять тиристоры, поскольку остальные схемы регулирования громоздки и потребляют значительные мощности.
Втрехфазной мостовой схеме управляемого выпрямителя (рис. 4.36.), где схемы управления (запуска) показаны условно, выходное напряжение регулируется так же, как и в предыдущих схемах, т. е. тиристоры схемы VS1—VS3 открываются управляющими импульсами, а запираются при отрицательном потенциале анода.
Нагрузку индуктивного характера в этой схеме необходимо шунтировать обратным диодом (аналогично схеме на рис. 4.34, а).
Регулирование на стороне переменного тока выполняется с помощью схем встречно-параллельного и встречнопоследовательного включения тиристоров как при питании от однофазной сети (рис. 4.37.), так и при питании от трехфазной сети
(рис. 4.38,a). При встречно-параллельном включении тиристоров (рис. 4.37,a)
каждый из них работает в соответствующую часть периода напряжения сети.
При встречно-последовательном включении (рис. 4.37, б) каждый тиристор схемы шунтируется обычным диодом, причем тиристор VS1 и диод VD2
проводят ток в один полупериод, а тиристор VS2 и диод VD1 — в другой полупериод переменного напряжения. Запуск тиристоров в схемах рис. 4.37, а и б производится по схеме мостового однофазного выпрямителя (рис. 4.34, а).
Рис. 4.36. Упрощенная трехфазная мостовая схема на тиристорах
Рис. 4.37. Функциональные схемы однофазных выпрямителей с встречно-параллельным (а) и встречно-последовательным (б) включением
регулирующих тиристоров на стороне переменного тока.
Рис. 4.38. Функциональная схема трехфазного выпрямителя на тиристорах (а),
схема управления тиристорами выпрямителя (б)
В трехфазных выпрямителях тиристоры включаются встречно-параллельно в каждую фазу первичной обмотки силового трансформатора (рис.4.38, а), схема управления СУ каждой парой тиристоров включается между соответствующей парой и нулевым проводом, причем необходимо предусмотреть возможность регулирования момента отпирания тиристоров во всех трех фазах.
Схема управления трехфазным выпрямителем с применением однопереходных транзисторов показана на рис.4.38,б, сигнал управления в цепи эмиттеров транзисторов поступает от общего источника. Работа этой схемы аналогична работе схемы управления двухполупериодной схемой выпрямителя на тиристорах (рис. 4.35.). Изменяя значение сопротивлений схемы, можно регулировать угол отпирания тиристоров схемы, а значит, и значение напряжения на нагрузке.
Применение тиристоров существенно повышает экономичность схемы и значительно уменьшает инерционность систем регулирования.
Недостатки управляемых выпрямителей на тиристорах сводятся к следующим:
сложность схем управления, подверженность влиянию температуры, резкое увеличение коэффициента пульсации напряжения на нагрузке.
Контрольные вопросы к главе “Выпрямители”.
1.Назначение и устройство выпрямителей.
2.Идеальная и реальная вольт-амперные характеристики неуправляемого вентиля.
3.Объяснить вольт-амперную характеристику тиристора.
4.Пояснить основные параметры неуправляемых вентилей.
5.Назовите применяемые типы вентилей и охарактеризуйте их.
6.В каких случаях применяется последовательное и параллельное включение вентилей.
7.Особенности работы выпрямителей на активную нагрузку (на примере трехфазного выпрямителя).
8.Работа выпрямителя на емкостную нагрузку.
9.Работа выпрямителя на нагрузку индуктивного характера.
10.Работа выпрямителя на смешанную нагрузку.
11.Влияние активного и индуктивного сопротивлений обмоток на работу выпрямителя.
12.Работа однополупериодной схемы выпрямления на активный,
индуктивный и емкостной характер нагрузки.
13.Работа двухполупериодной схемы выпрямления с нулевым выводом и мостовой схемы выпрямления на активный, индуктивный и емкостной характер нагрузки.
14.В каких выпрямительных схемах имеет место вынужденное подмагничивание трансформатора и чем оно обусловлено?
15.Дайте рекомендации по применению схем выпрямления в соответствии с заданными параметрами нагрузки.
16.Сравните трехфазные схемы выпрямления по габаритной мощности.
17.Поясните принцип работы схемы удвоения и умножения напряжения.
Область применения данных устройств.
18.Принципы построения однофазных управляемых выпрямителей.
19.Особенности схемо-технической реализации многофазных управляемых выпрямителей.
20.Поясните работу управляемого двухполупериодного выпрямителя на индуктивно-емкостной фильтр.
21.Достоинства и недостатки управляемых выпрямителей.
22.Как зависит коэффициент пульсации выходного напряжения управляемого выпрямителя от угла регулирования?