
- •З дисципліни «Промислова електроніка та перетворювальна техніка»
- •Будова, принцип роботи та характеристики тиристорів
- •Загальні вимоги до систем керування тиристорами статичних перетворювачів. Будова основних блоків системи керування
- •Вимоги до систем керування
- •Блок формування імпульсів керування
- •Фазозсувні пристрої
- •Принцип роботи та основні характеристики керованого однофазного випрямляча з виведеною нульовою точкою вторинної обмотки трансформатора
- •Принцип роботи випрямляча
- •Основні характеристики випрямляча
- •Енергетичні характеристики випрямляча
Основні характеристики випрямляча
Однією
з характеристик керованого випрямляча
є регулювальна характеристика, що
встановлює залежність Ud=f(α).
Середнє значення випрямленої напруги
обчислюється як інтеграл функції ud
на
періоді повторення процесів, поділений
на його тривалість ( у нашому випадку
період повторення складає π
радіан). Регулювальну характеристику
будують за умови існування умовного
неробочого ходу випрямляча. Звичайно
неробочим ходом некерованого випрямляча
вважається такий режим, коли у навантаженні
та вентилях не протікає струм, а напруга
Ud=
Ud0cos
α, де
Ud0
=
- середнє значення випрямленої напруги
для випадку виконання схеми на базі
напівпровідникових діодів. Неробочого
ходу схеми на базі тиристорів в принципі
не може бути, оскільки тиристор
закривається , якщо значення струму
тиристора стає менше за струм утримання
ia<
Iутр≈0,
і відкривається, якщо
ia>
Iутр
, тобто для отримання напруги Ud
на полюсах випрямляча необхідно, щоб
тиристори були відкритими зі струмом
ІаIутр.
Тому для керованого тиристорного
випрямляча введене означення “умовного
неробочого ходу”.
Отже, для чисто активного навантаження середнє значення випрямленої напруги Ud дорівнює
(4.1)
а для активно – індуктивного навантаження (Ld → ∞, див. рис. 4; права частина)
(4.2)
де
– діюче значення напруги u2a=
Регулювальні характеристики зображені на рис. 4.3. Зі збільшенням кута керування α середнє значення випрямленої напруги зменшується. Аналіз рівнянь 4.1 та 4.2 регулювальних характеристик показує, що для отримання середнього значення випрямленої напруги 0≤ Ud ≤ Ud0 діапазон зміни кута α становить від 0º до 180º для чисто активного навантаження, а для активно – індуктивного – від 0º до 90º за умови безмежного значення Ld → ∞.
Рис. 4.3. Регулювальні характеристики випрямляча
Для інших значень індуктивності навантаження (Ld≠0) верхнє значення діапазону зміни α знаходиться в межах від 90º до 180º. Звертаємо увагу, що саме таке реальне значення індуктивності буде спостерігатись на стенді під час лабораторних досліджень роботи випрямляча.
Іншою важливою характеристикою випрямляча є зовнішня характеристика, яка виражає залежність середнього значення випрямленої напруги Ud від середнього значення сили струму Іd. Рівняння зовнішньої характеристики записується так:
Ud=Ud0 cosα - ∆Ua - Id·∑r - ∆Udγ (4.3)
де ∆Ua – спад напруги на відкритих вентилях для заданого значення струму навантаження; ·∑r- сума активних опорів кола постійного струму без опору навантаження Rd; ∆Udγ – спад напруги у контурі комутації вентилів (див. методичні вказівки до лабораторної роботи № 12).
Часто для спрощення виразу нехтують складовими ∆Ua та Id·∑r у рівнянні зовнішньої характеристики (особливо це стосується потужних випрямлячів). За умови цих допущень рівняння зовнішньої характеристики для керованої однофазної нульової схеми записується так:
Ud=Ud0
cosα
-
,
(4.4)
де ха – сума індуктивного опору джерела живлення випрямляча хс та трансформатора хТ. Зовнішні характеристики для різних значень кута α зображені на рис. 4.4. Наявність опору ха зумовлює явище комутації вентилів і появу кута комутації γ (див. методичні вказівки до лабораторної роботи № 12).
Рис. 4.4. Зовнішні характеристики керованого випрямляча за умови Ld → ∞