15.Регулировочные характеристики однофазного двухполупериодного выпрямителя.

Регулировочная характеристика это зависимость среднего значения выходного напряжения от угла управления α

1-активная 2-активно индуктивная Заштрихованная часть- режим с прерывистым током Если значение ωt_d таково, что энергия запасенная в индуктивности L_d на интервале, тогда u_d˃0, оказывается недостаточно для обеспечения протекания тока i_d в течении половины периода, то тиристор проводящий этот ток выключится раньше чем будет подан управляющий импульс на др. тиристор, т.е. ранее момента определенного углом α. Такой режим работы схемы при активно-индуктивной нагрузке называется режимом с прерывистым выпрямленном токов. Режим работы схемы, когда ток в тиристорах спадет до 0 точно в момент включения очередного тиристора, называется граничным. Индуктивность, обеспечивающая при заданных параметрах схемы граничный режим работы. Называется критической. В мощных выпрямителях, работающих с широким диапазоном изменения угла α индуктивности L_d обычно выбирают из условия непрерывности выпрямленного тока.

1 6. Однофазная мостовая схема. Работа схемы с углом управления α=0 При ω=0 потенциал точки “а” становится выше потенциала точки “b”, а на тиристор 1 и 3 подаются управляющие импульсы. Следовательно, в результате этого тиристора 1 и 3 включатся. Напряжение u_ab будет приложено к нагрузке R_d и по цепи начнет протекать ток повторяющий форму питающего напр. в это время тиристор 2 и 4 на этом интервале выключатся. При этом, ω=π, т.е. через половину периода ток в тиристорах 1 и 3 спадет до 0 и она выключатся. Тиристоры 2 и 4 включатся, поскольку потенциал точки “b” становится положительным по отношению к потенциалу точки “a” и на тиристор поступает управляющий импульс. Далее указанные процессы периодически повторяются. Диаграмма токов и напряжений остаются такими же как для однофазного 2-х полупериодногл выпрямителя со средней точкой. Отличие заключается в том, что амплитуда обратного напряжения на тиристоре мостового выпрямителя будет в 2 раза меньше чем в двухполупериодном выпрямителе. Среднее значение выпрямленного напряжения : U_d=((2√2)/π)*U₂

17. Мостовая схема с углом управления α=0 В зависимости от характеристики нагрузки активной и активно-индуктивной, она характеризуется следующим соотношением: 1.Ср. значение выходного напр. а) при акт. нагр U_d=U_d0*(1+cosα)/2 б) при акт-инд нагрузке U_d=U_d0cosα 2.Макс-ое значение напряжения на тиристорах а) при акт. нагр. U_Rmax=√2U₂; U_max=(√2/2)*U₂sinα б) при акт-инд нагрузке U_Rmax=√2U₂; U_max=√2sinα 3. макс-ое значение токов на тиристорах а) при акт. нагр I_max=√2U₂/R_d б)при акт-инд нагрузке I_max=I_d 4.Действующее и ср. значение токов тиристора а) при акт.нагр I_A=U_d/2R_d; I_R=К_ФI_A б) при акт-инд нагрузке I_A=U_d/2R_d; I_K=I_d/√2 5.Действующее значение токов вторичной обмотки а) при акт нагр. I₂=((√2*R_Ф)/2)*I_d б) при акт-инд нагрузке I₂=I_d Т.о. расчетная мозность трансформатора увеличивается с ростом угла α при акт. нагрузке и акт-инд нагр. В режиме прерывистых токов i_d поэтому при расчете трансформатора в указанных режимах работы следует учитывать максимальное значение угла α и коэфф К_ф.

1 8.Трехфазная схема со средней точкой. Работа трехфазного выпрямителя с углом управления α=0 Трехфазную схемы со средней точкой иногда называют 3-хфазной однотактной схемой, поскольку выпрямлению подвергается только 1 из полуволн переменного напряжения каждой фазы. Для 3-х фазного выпрямителя со средней точкой первичные обмотки трансформатора соединены треугольником, а вторичные звездой. Первоначально ключа К замкнут, т.е. нагрузка схемы активная. Каждый тиристор будет проводить ток, в течении 1/3 каждого периода напряжения питающей сети. Остальную часть периода тиристор выключится и к нему приложено обратное напряжение. Когда тиристор 1 выключится, к нему на интервале проводимости тиристора 2 приложено линейное напряжение U_ba, а на интервале проводимости тиристора 3- напряжения u_ca- среднее значение выпрямленного напряжения найдем путем интегрирования напряжения на вторичные обмотки трансформатора.

где u_d- действительное значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

1 9. Трехфаз. сх. Работа схемы с углом управления α˃0 В отличие от схемы неуправляемого выпрямителя или управляемого, но работающего с углом α=0, в данном случае управляющие импульсы приходят на тиристоры поочередно с задержкой на угол управления α относительно моментов прохождения через нуль синусоид линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора. Моменты прохождения через нуль синусоид линейного напряжения соответствует точкам пересечения синусоид напряжений U_a,U_b,U_c. При угле α˃0 в зависимости от характера нагрузки и значения угла α в данной схеме могут иметь место различные режимы работы. Если угол α изменяется в диапазоне от 0 до π/6, то: как при активно-индуктивной, так и при чисто активной нагрузке выпрямленный ток является непрерывным. Среднее значение выпрямленного напряжения в этой области углов, а при различном характере нагрузки описывается выражением

При угле α=π/6 кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения доходит в моменты переключения тиристоров до нуля. Такой режим работы называет гранично-непрерывным. Дальнейшее увеличения угла (α=π/6) при активной нагрузке приводит к прерыванию выпрямленного тока i_d и появлению в выпрямленном напряжении u_d участков с нулевым значением. Интервал проводимости тока тиристоров становится меньше α=2π/3

2 0.Регулировочные характеристики трехфазного выпрямителя. В регулировочных характеристиках схемы можно выделить две характерные зоны изменения угла α. В первой зоне (0˂α˂π/6) как при активной. Во второй зоне π/6˂α˂5π/6 при активно-индуктивной нагрузке, согласно которой среднее значение U_d становится равным нулю при угле α=5π/6. Заштрихованная область соответствует семейству регулировочных характеристик в режимах прерывистого тока i_d при различных значениях отношения ωL_d/R_d. Токи в тиристорах и обмотках трансформатора при активно-индуктивной нагрузке (ωL_d=∞) определяются по соотношениям, приведенным для случая α=0. При активной нагрузке зависимости, связывающее среднее и действующее значения токов существенно усложняются. Поэтому отметим только тот факт, что с ростом угла управления α интервалы проводимостей тиристоров уменьшаются, а действующие значения токов при одних и тех же средних значениях увеличиваются. Максимальные значения напряжений на тиристорах При активной нагрузке

П ри активно-индуктивной нагрузке

2 1.Трехфазные мостовые схемы. Трехфазный мостовой выпрямитель с углом управления α=0 Рассмотрим принцип действия схемы для случая активной нагрузки (ключ К замкнут). Поочередная работа различных пар тиристоров в схеме приводит к появлению на сопротивлении R_d выпрямленного напряжения, состоящего из частей линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора. Моменты коммутации совпадают с моментами прохождения через нуль линейных напряжений. Длительность прохождения тока через каждый тиристор равна 2π/3, остальное время к нему приложено обратное напряжения, состоящее из частей соответствующих линейных напряжений. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения вычисляется для интервала повторяемости выпрямленного напряжения равного π/3 где U₂- действующее значение фазного напряжения вторичных обмоток трансформатора. При ωL_d=α работа тиристоров в схеме характеризуется следующими параметрами: Максимальное значение обратного напряжения на тиристоре равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки U_Rmax=√2U_2π Максимальное значение тока тиристора I_max=I_d Среднее значение тока тиристора I_TAY=I_d/√2 Действующее значение тока тиристора I_TRMS=I_d/√2 Коэффициенты использования элементов схемы k_v=π/3=1,05 ; k₁=0,577 ; k_пр=1,05 Следует отметить, что в трехфазной схеме ток в обмотках трансформатора носит знакопеременный характер и имеет равные значения в положительный и отрицательный полупериоды. Это исключается возможность одномагничивания трансформатора, что является одним из существенных достоинств данной схемы

2 2.Трехфазная мостовая схема с углом управления α˃0 В трехфазной мостовой схеме на тиристоры управляющие импульсы поступают с задержкой на угол α относительно нулей линейных напряжений. В результате задержки моментов коммутации тиристоров на угол α среднее значение выпрямленного напряжения, образованного из соответствующих частей линейных напряжений, снижается до тех пор пока кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения U_d остается выше нуля, что соответствует диапазону изменения угла управления 0˂α˂π/3, выпрямленный ток i_d будет непрерывным вне зависимости от характера нагрузки. Поэтому при углах 0˂α˂π/3 среднее значение выпрямленного напряжения для активной и активно-индуктивной нагрузки будет равно Угол α=π/3 соответствует при активной нагрузке гранично-непрерывному режиму. При углах α˃π/3 и активной нагрузке в напряжении U_d и i_d появляются интервалы с нулевым значением, т.е. наступает режим работы с прерывистым выпрямленным током. Среднее значение выпрямленного напряжения для этого случая может быть выражено следующим образом