5.3 Выпрямительный и инверторный режимы работы ув.

Регулировочная характеристика УВ располагается в первом и четвёртом квадрантах (Рис.5.6). При одном и том же направле-нии тока в цепи нагрузки его э.д.с. Е_d() = Е_doCos может изме-нять знак. Это означает, что такой преобразователь может изме-нять направление, проходящего через него потока энергии. При углах  /2 знак выпрямленного напряжения Е_d() совпадает с направлением протекающего тока, а УВ является преобразова-телем, который потребляет энергию из сети переменного тока и передаёт её в нагрузку в виде энергии постоянного тока. При уг-лах   /2 происходит обратный процесс. Под действием э.д.с. в цепи нагрузки Е_н, например, э.д.с. якоря двигателя постоянного тока, который становится электрическим генератором, ток проте-кает в том же направлении по цепи нагрузки, но навстречу э.д.с. Е_d(). Преобразователь в таком режиме потребляет энергию от двигателя (фактически генератора) и передаёт её в сеть пере-менного тока. «Выпрямленный» ток совпадает по знаку с э.д.с. двигателя, а во вторичных обмотках трансформатора большую часть времени токи текут навстречу фазным э.д.с. Такой режим работы УВ называется инвертированием.

Временные диаграммы, поясняющие работу УВ в режиме, инвертирования, приведены на Рис.5.11.

В инверторном режиме угол управления  не может быть более допустимого значения _max . Действительно, если к моменту времени, характеризуемому углом ₁=  (Рис.5.11) и отстоящим от точки естественного открывания тиристора например фазы «а» на угол  не спадёт до нуля и тиристор не будет надёжно закрыт, то в последующий момент времени напряжение на этом тиристоре будет определяться арифметической суммой э.д.с. электрической машины Е_г и э.д.с. фазы е_а источника переменного тока. Происходит так называемое «опрокидывание» или «прорыв» инвертора. Значение тока в тиристоре в результате такой аварийной ситуации в несколько раз превышает его значение в рабочем режиме.

Рис.5.11 Временные диаграммы токов и напряжений УВ в режиме инвертирования.

Чтобы исключить возможность «опрокидывания» в системе управления УВ предусматривается ограничение величины угла  на уровне

_max -  - 

Учитывая, что ₁=+2m и в р.н.т. =2m +, получаем

_max  -  -  =  - _min (5-35)

Угол запаса = t_q = 4,5 учитывает время, необходимое для восстановления запирающих свойств тиристора после перехода тока тиристора через нуль (t_q  250мкс).

При настройке системы импульсно-фазового управления УВ угол  необходимо рассчитывать при значении тока I_d, равном току уставки токоограничения электропривода т.е. при I_d = 2,5 I_н, где I_н- номинальный ток двигателя. Обычно в тиристорных преобразователях _max ≤ 160эл.

В заключение следует заметить, что термин управляемый выпрямитель по отношению к уже рассмотренным схемам и их режимам работы является не совсем точным. Более правильным следовало бы называть управляемые выпрямители выпрямительно- инверторными преобразователями.