Тема: « Управляемые выпрямители».

Если необходимо изменить выпрямленное напряжение от нуля до max, то применяют управляемые (регулируемые) выпрямители. Возможны следующие варианты регулирования выпрямленного напряжения:

1) Регулирование на стороне переменного напряжения при помощи автотрансформатора.

 

2) Изменение выпрямленного напряжения осуществляется реостатом или потенциометром включённым на выход выпрямителя.

3)При больших токах (мощностях) выпрямителя при регулировании напряжения применяют управляемые элементы:

- Тиристоры

Однофазный, управляемый тиристорный выпрямитель: (однополупериодная схема).

При такой схеме необходимо иметь, блок управления тиристором. (БУ) или систему управления (СУ).

Для управления тиристором применяют следующие способы:

1) Амплитудный, т.е. изменением величины управляющего напряжения тиристора (УЭ).

2) Амплитудно-фазовый, т.е. амплитуда, подаваемая на управляющий электрод не меняется, а изменяется фаза управляющего напряжения, относительно, анодного на угол альфа α 0÷180°. Α- угол управления.

3) Импульсно - фазовой, т.е. формируется импульс определенной амплитуды (прямоугольный) и сдвигается по фазе относительно анодного напряжения α.

Однополупериодный управляемый тиристорный выпрямитель:

Где R- резистор регулирования амплитуды управляющего напряжения.

R1C- фото сдвигающая цепочка, где R3- регулирует фазовый сдвиг α

VД - пропускает на управляющий электрод, только положительноенапряжение.

Принцип работы схемы сводится к изменению величины угла управления альфа=0÷90°относительно анодного напряжения. Т.е. управляющее напряжение сдвинуто относительно на угол α

Для управляемых выпрямителей характерна характер Зависимости выпрямленного напряжения от угла управления α наз.регулировочной.

Однополупериодный нулевойтиристорный выпрямитель.

 

Для управления такой схемой применяют специальный блок управления, который вырабатывает U.у, и сдвигает его по фазе до 180°. Это напряжение поочередно через 180° поступает, управляющих импульсов возможен К.З.

Трёхфазные управляемые выпрямители:

- Нулевая схема содержит 3 - тиристора которые включаются импульсами с блоков управления чередование импульсов через 120°.

Различают 2-е характерные области работы управляемого выпрямителя:

1) Область изменения угла управления. α = 0÷30°

0° « α « 30°.

При этом выпрямленное напряжение рассчитывают по формуле:

Udα= Ud0* cos α - нулевая

Режим непрерывного тока.

2) Область изменения угла управления α » 30°.

Соответствует режиму прерывистого тока, т.е. каждый тиристор работает меньше трети периода. t « Т/3.

 

Выпрямленное напряжение Ud альф рассчитывается по формуле:

√3

Udα = —— Ud0 [1+cos (30°+α)]

При этом максимальный угол управления составит α max=150,°а Udα = 0 В.

Для уменьшения наименования сердечника его первую обмотку соединяют в зигзаг. Увеличив число витков на 13%.

- Мостовая схема (Ларионова) содержит 6-тиристоров, работающих по парно с фазовым сдвигом между управляющими импульсами 120°.

При альф=0÷30° непрерывны, а при активной нагрузке непрерывность тока сохраняется при и U вых. Рассчитывается по формуле:

Ud α = Ud0*cos α

При α = 60° ток прерывистый и выпрямленное напряжение рассчитывается:

Ud=Ud0 [1+cos (60°+альф)] при этом Альф max=120° Ud α = 0 В.

 

Для обеспечения режима прерывистого тока, а так же для надёжного запуска тиристора на управляющие электроды следует подавать либо одиночные импульсы, шириной более 60°, либо сдвинутые узкие импульсы с интервалом между ними 60°.

Внешняя характер управляемого выпрямителя.

Системы управления выпрямителями:

Предназначены для формирования и фазного сдвига на угол α импульсов управления тиристоров. Наиболее распространена система импульсно-фазхового управления (СИФУ), работающая по вертикальному методу. Суть вертикального метода, состоит в сравнении 2-ух напряжений; переменного низко образного и регулируемого постоянного. В момент их

равенства формируется импульс управления (точки 1 и 2) при помощи нуль органа (транзисторный ключ). Импульс управления должен иметь определлёную амплитуду крутой фронт и малую длительность.

Описываем схему:

Генератор «пилы» на VT1 запускается переменным напряжением Т.р.1. Частота «пилы» соответствует частоте запускающего напряжения (50 Гц).

В один полупериод запускающего напряжения VT1 закрыт и С. заряжается до Ек, амплитуда напряжения регулируется R1.

В другой полупериод VT1открывается и С. разряжается через транзистор. Напряжение пилы сравнивается с регулируемым постоянным напряжением U0, и разность этих напряжений в виде низкого потенциала поступает на нуль орган. Эта схема транзистора ключа на VT2, который включается и через него поступает положительный импульс. Нуль орган регистрирует (т.е. срабатывает при равенстве).U.п. =U0 Выходной каскад выполнен на тиристоре VS с колебательным контуром LC включённым 2 с тиристором. Выходные импульсы управления создаются на вторичной обмотке Tр2, положительной полярности за счёт диодов V.Д. Анодное питание тиристора осуществляется от Тр3 через VД2. В исходном состоянии, т.е. отсутствие управляющего сигнала на VS тиристор закрыт и С. заряжен через VД2 до напряжения вторичной обмотке Тр3. При поступлении на VS управляющего сигнала он открывается и С .разряжается через тиристор и катушку L.В. Тр.2 индуктируется импульсом ЭДС, трансформируется во вторичную обмотку, т.е. является выходным импульсом для УВ. Изменять фазу α этого импульса можно изменить постоянным напряжением U0.