Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Силовая Электроника. Маругин / СЭ / Силовоя эл.3.05.14-стр 248 отпечатано (Восстановлен).doc
Скачиваний:
3991
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
21.73 Mб
Скачать

5.5. Особенности работы полууправляемого выпрямителя

Для упрощения системы управления и удешевления выпрямителя применяются несимметричные мостовые схемы, у которых одна из групп тиристоров (обычно анодная) заменяется неуправляемыми дио­дами (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Несимметричная мостовая схема

Такие выпрямители используются в устройствах небольшой мощности, а также в установках большой мощности при ограниченном диапазоне регулирования. В работе схемы при непрерывном токе нагрузки различают два режима: при 0 <α < π/З и α > π/3.

Временные диаграммы фазных напряжений и напряжения на нагрузке при 0 < α < π/3 показаны на рис. 5.14, а, б.

Рис. 5.14. Временные диаграммы фазных напряжений и напряжения на нагрузке

Кривая выходного напряжения получается несимметричной.

Работу схемы при углах управления α>π/3 иллюстрирует рис. 5.15.

В этом случае, как хорошо видно на диаграмме рис. 5.15, а, име­ются интервалы времени, когда ток проводят два вентиля, подклю­ченные к одной из фаз. Например, на интервале—Т3 ток прово­дит тиристор, подключенный к фазе с, и диод, подключенный к той же фазе. В этом случае ток нагрузки замыкается накоротко через эти вентили и в кривой выходного напряжения (рис. 5.15, б) получа­ются паузы, т. е. в нагрузке про­текает ток при нулевом напря­жении на выходе выпрямителя, который поддерживается энер­гией, накопленной в индуктив­ности нагрузки.

Рис. 5.15. Временные диаграммы фазных напряжений

В обмотках трансформатора и в сети на этих интервалах ток не проте­кает. Используя временные диа­граммы рис. 5.15, находим:

. (5.11)

Как следует из полученных выше соотношений, регулировочная характеристика полу управляемого выпрямителя, показанная на рис. 5.16, описывается одинаковыми соотношениями во всем диапа­зоне регулирования.

Рис. 5.16. Регулировочная характеристика полу управляемого выпрямителя

5.6. Коммутационные процессы в выпрямителях

Коммутацион­ным процессом (или явлением коммутации) называют процесс пере­хода тока с одного вентиля на другой. Рассмотрим процесс на примере схемы выпрямителя с нулевой точкой трансформатора (рис. 5.17). В этой схеме в анодной цепи каждого вентиля схематически изображена паразитная анодная индуктивность (индуктивное сопротивление рассеяния) трансфор­матора

Рис. 5.17. Схема выпрямителя с нулевой точкой трансформатора

. Временные диаграммы, поясняющие процессы коммутации при угле управления α = 0, показаны на рис. 5.18.

Р Рис. 5.18. Временные диаграммы при угле управления α = 0

Если ха = 0, то переход тока с одного вентиля на другой происхо­дит мгновенно. Если ха, то ток в цепи с анодной индуктивностью не может измениться мгновенно, т. е. требуется некоторое время, чтобы ток одного вентиля (например, VT1) уменьшился от Id до нуля, а ток другого вентиля (VT2) возрос от нуля до Id (рис. 5.18,). Ток вентиля VT3 при этом равен нулю.

Здесь и далее будем считать, что индуктивность нагрузки Ld достаточно велика и ток нагрузки id хорошо сглажен.

Время одновременного проводящего состояния двух вентилей называется временем коммутации, а угол, соответствующий этому времени, называется углом коммутации γ (рис. 5.18, б). Мгновенное значение напряжения на нагрузке определяется значением фазного напряжения, подключенного к нагрузке через проводящий вентиль. На анодной индуктивности не наводится противо ЭДС, так как ток фазы, являющийся током нагрузки, на интервале проводимости вен­тиля не изменяется.

Внешняя характеристика управляемого выпрямителя может быть представлена в следующем виде:

(5.12)

Для управляемого выпрямителя получаем несколько характеристик.

Выходная характеристика неуправляемого выпрямителя показана на рис. 5.19 при угле α=0. При увеличении угла α выходные характеристики располагаются параллельно естественной (α=0), но ниже, образуя семейство характеристик. На рис. 5.19 представлены совмещенные выход­ные и регулировочные характеристики.

Рис. 5.19. Совмещенная выход­ная и регулировочная характеристики

Как рассматривалось выше, в области больших углов управления и (или) малых токов нагрузки возникает режим прерывистого тока нагрузки. В кривой выходного напряжения исчезают отрицательные площадки и возникают паузы. В результате среднее значение выходного напряжения несколько растет. Это хорошо видно на внешних характеристиках в режиме малых токов.

Уравнение внешней характеристики удобно записывать не через ха, а использовать полученное соотношение, в котором ха выражено через напряжение короткого замыкания трансформатора Uк, %.

Тогда уравнение внешней характеристики можно записать в виде:

, (5.13)

где ик — выражено в процентах.

Учитывая, что коммутация в общем случае происходит на интервале от 0 до π∕2 и при этом ток вступающего в ра­боту вентиля изменяется от 0 до Id.

Вопросы для самоконтроля

  1. Что такое угол регулирования α. От какой точки он отсчитывается на вре­менных диаграммах: а) при т = 2; б) т = 3; в) т = 6?

  2. Что такое регулировочная характеристика?

  3. Что такое режим прерывистого и непрерывного тока? Когда возникает режим прерывистого тока при активной нагрузке: а) при т = 2; б) т = 3; в) т = 6? Может ли возникнуть режим прерывистого тока при активно- индуктивной нагрузке?

  4. Что такое анодная индуктивность и как она влияет на значение выходно­го напряжения выпрямителя?

  5. Что такое угол коммутации γ и от чего он зависит?

5.6.Используя временные диаграммы, объясните принцип работы многофаз­ных схем:

а) трехфазной схемы с нулевым выводом; б) трехфазной мостовой схемы; в) схемы две обратные звезды с уравнительным реактором.

5.7. Поясните принцип построения эквивалентных многофазных схем, объяс­ните природу возникновения потока вынужденного намагничивания и в каких схемах он возникает?

5.8. По каким параметрам выбирают вентили и трансформатор в

выпрями­тельных установках?

    1. . Какие существуют способы повышения пульсности выходного напряже­ния выпрямителей?

5.10. Какими способами можно получить фиксированный фазовый сдвиг меж­ду системами трехфазных напряжений, питающих выпрямитель?