3.15.2. Широтно-импульсный метод регулирования переменного напряжения.

При широтно-импульсном регулировании тиристоры в течение определенного числа периодов питающего напряжения проводят ток, а затем в течение определенного числа периодов заперты (рис. 3.52).

В этом случае вместо плавного имеет место ступенчатое регулирование мощности в нагрузке и питания нагрузки происходит в виде относительно редких импульсов. Для реализации этого метода требуется схема вида (рис. 3.44 или рис.3.55). Степень снижения мощности в нагрузке прямо пропорциональна отношению длительности импульса T_и, соответствующего включенному состоянию вентилей Т_вкл, к длительности периода повторяемости циклов импульс - пауза T_и+T_п:

P = P_max · T_и / (T_и + T_п) (3.99)

где Т_п - длительность паузы, соответствующей выключенному состоянию вентилей Т_выкл.

Недостатком схемы является присутствие гармонических в токе сети с частотами ниже 50 Гц, что обусловливается импульсным характером потребления из сети. Указанный недостаток не существен, если постоянная времени нагрузки много больше, чем длительность цикла регулирования, что, например, имеет место при регулировании температуры печей, сопротивления и т.д. Следует отметить, что этот недостаток в значительной степени ослабляется при питании от общей сети переменного тока из нескольких преобразователей.

В ыбор тиристоров для преобразователя широтно - импульсным регулированием потоку определяется выражением (3.95). Поскольку отпирание тиристоров происходит в моменты перехода напряжения через нуль, скорость нарастания тока даже при чисто активной нагрузке невелика. Однако при редких импульсах тиристоры могут быть нагружены несколько большими токами. Вследствие этого допустимый ток рассчитывается не по (3.95), а по кривым теплового сопротивления.

Рис. 3.44. Принципиальная схема однофазного регулятора переменного напряжения

Рис. 3.45. Временные диаграммы регулятора переменного напряжения при фазовом методе регулирования: напряжение и ток нагрузки – (а), а также напряжение на тиристоре (б) при отстающем угле управления 

Р ис. 3.46. Временные диаграммы регулятора переменного напряжения при фазовом методе регулирования: а – напряжение и ток нагрузки, при опережающем угле управления ; б — то же при двустороннем регулировании

Рис. 3.47 Регулировочные характеристики при фазовом методе регулирования переменного

напряжения для активной нагрузки:

1—при отстающем и опережающем углах управления ;

2—при двустороннем фазовом регулировании;

3—полууправляемая схема

Рис. 3.48. Временные диаграммы преобразователя переменного напряжения с индуктивностью в цепи нагрузки

Рис. 3.49. Регулировочная характеристика при фазовом методе регулирования переменного напряжения для чисто индуктивной нагрузки

а) б)

Рис. 3.50 Варианты схем однофазного регулятора переменного напряжения

Рис. 3.51. Зависимости угла фазового сдвига  (1) от угла управления  при разных значениях фазового угла нагрузки  _НГ однофазного регулятора переменного напряжения

Рис. 3.52. Принцип низкочастотного широтно - импульсного регулирования мощности