ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 100
Скачиваний: 1
Работа однофазного управляемого выпрямителя на активную нагрузкуПринципиальная схема однофазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом трансформатора приведена на рисунке 1.Рис. 1 - Принципиальная схема однофазного управляемого выпрямителя с нулевым выводомПусть на входе выпрямителя действует положительная полуволна напряжения сети, полярность напряжения указана на рисунке. На интервале 0 – t1 тиристоры VS1, VS2 закрыты, напряжение на выходе выпрямителя Ud = 0, рисунок 2. К тиристорам прикладывается суммарное напряжение двух вторичных обмоток трансформатора (к VS1 – в прямом направлении, к VS2 – в обратном). Если сопротивления тиристоров в непроводящем состоянии считать одинаковыми, то на интервале 0 – t1 напряжение на тиристоре будет определятся величиной (U21 + U22)/2=U2. В момент времени t1 на управляющий электрод тиристора VS1 поступает отпирающий импульс. В результате к нагрузке подключается напряжение U21. На интервале t1 – t2 через нагрузку протекает ток. В момент времени t2=π ток тиристора VS1 становится равным нулю и он закрывается. На интервале t2 – t3 оба тиристора закрыты. В момент t3 подается отпирающий импульс на тиристор VS2. Отпирание этого тиристора подключает к нагрузке вторичное напряжение U22, при этом к тиристору VS1 подключается напряжение двух обмоток трансформатора равное 2U2. Максимальное обратное напряжение равно . В момент времени t4 в результате изменения полярности напряжения U22 закрывается тиристор VS2, в дальнейшем процессы повторяются.Рис. 2 – Диаграммы напряжений.Ток первичной обмотки трансформатора связан со вторичными токами коэффициентом трансформации трансформатора и имеет паузы на интервалах α
. Его первая гармоника имеет фазовый сдвиг в сторону отставания относительно напряжения питания.
Рис. 3 – Диаграммы напряжений
При увеличении угла α среднее значение выпрямленного напряжения уменьшается, рисунок 3. Зависимость напряжения Ud от угла α называется регулировочной характеристикой, рисунок 4. Регулировочная характеристика при чисто активной нагрузке (
) определяется выражением:
.
Рис. 4 - Регулировочная характеристика
Диапазон регулирования при чисто активной нагрузке для однофазных схем составляет 
.
Влияние индуктивности в цепи нагрузки
Наличие индуктивности в цепи нагрузки изменяет вид осциллограммы выпрямленного тока. После открывания тиристора ток плавно нарастает, что соответствует нарастанию энергии в индуктивности. При спадании тока эта энергия отдается обратно, в результате чего ток продолжает протекать через нагрузку после перехода напряжения питания через нуль, рисунок 5. Длительность интервала проводимости тиристоров возрастает, и они остаются в открытом состоянии в течении некоторого времени после изменения полярности напряжения, в связи с чем в кривой выпрямленного напряжения появляются участки напряжения отрицательной полярности, которые уменьшают среднее значение выпрямленного напряжения. Длительность этих участков зависит от соотношения τ = Lн/Rн и увеличиваются с ростом этого соотношения. Увеличение длительности проводящего состояния тиристоров приводит к изменению вида кривой обратного напряжения. В кривой появляются участки прямого напряжения с амплитудой 2√2U2.
Рис.5. Диаграмма напряжений При чисто индуктивной нагрузке , рисунок 6 участки отрицательной полярности в кривой напряжения Ud полностью заполняют интервалы . Выпрямленный ток представляет из себя прямую линию. Токи тиристоров имеют вид прямоугольных импульсов. Потребляемый ток i1 имеет вид двуполярных прямоугольных импульсов. Его первая гармоника сдвинута в сторону отставания на угол φ = α относительно напряжения питания.Рис. 6 - Диаграмма напряжений при индуктивной нагрузке Кривая напряжения на тиристоре состоит из участков напряжения 2U2. Максимальное обратное и прямое напряжение на тиристоре равно . Регулировочная характеристика при определяется выражением: .Диапазон регулирования при для однофазных схем составляет Вывод:Управляемым называют выпрямитель, содержащий управляемые диоды (тиристоры) и позволяющий плавно регулировать уровень выпрямленного напряжения в широких пределах.При регулировании выпрямленного напряжения путем изменения моментов отпирания управляемых вентилей возникают искажения напряжений и токов обмоток трансформатора и цепи нагрузки, а также это приводит к сдвигу фаз основных гармоник тока по сравнению с неуправляемым режимом.