33. Однофазные регуляторы переменного напряжения, фазовый метод регулирования переменного напряжения.

Однофазный, равно как и трехфазный, регулятор переменного напряжения представляет собой преобразователь, выходное U которого может регулироваться “вниз” от входного переменного напряжения.

Основными элементами такого регулятора являются встречно-параллельно включенные тиристоры VS1 и VS2 (рис. 3.44) c помощью которых нагрузка подключается к сети. Тиристоры могут быть заменены симистором.

Выходное U может регулироваться или фазовым, или широтно-импульсным методом.

Рис. 3.44. Принципиальная схема однофазного регулятора переменного напряжения

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

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

34. 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 обусл-ся импульсным хар-ом 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.

Выбор тиристоров для преобразователя широтно - импульсным регулированием потоку определяется выражением (I_т.ср. = = 0,45 · I₀). 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 (I_т.ср. = = 0,45 · I₀), а по кривым теплового сопротивления.

Рис. 3.44. Принципиальная схема однофазного регулятора переменного напряжения

Рис. 3.52. Принцип низкочастотного широтно - импульсного регулирования мощности