ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.04.2019
Просмотров: 2026
Скачиваний: 7
21
Действующее значение первичного фазного напряжения
U1=U2n.
Расчетная мощность обмоток и расчетная (типовая)
мощность
трансформатора
.
3. Управляемые выпрямители тока
Режимы работы выпрямителей В зависимости от вида выпрям-ленного
тока существует три режима. Обозначим
угол проводимости венти-лей — .
Режим работы, при котором токи
вентилей следуют друг за другом без пауз,
но выпрямленный ток спадает до нуля,
называется граничным (рис. 13 а). В
граничном режиме угол проводимости
вентилей
Режим работы, при котором токи
вентилей следуют друг за другом с паузой,
называется прерывистым (рис. 13 б). В
прерывистом режиме угол проводимости
вентилей
Режим работы, при котором выпрямленный ток не спадает до нуля, а
анодные токи соседних вентилей перекрываются или следуют без пауз, на-
зывается непрерывным (рис. 13 в). В непрерывном режиме угол проводимости
вентилей
Режим работы существенно влияет на все характеристики выпрямителя.
Рисунок 13 – Режимы работы
управляемых выпрямителей:
граничный (а), прерывистый (б) и
непрерывный (в)
22
4. Регулировочные характеристики идеального управляемого
выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке
Во всех описанных схемах выпрямления вместо диодов могут быть
включены тиристоры. При этом выпрямители становятся управляемыми.
Управляемые выпрямители позволяют не только выпрямлять напря-
жение, но и изменять его величину.
Регулировочная характеристика - это зависимость выпрямленного
напряжения от угла управления : Ud = f ( ).
На рис. 14 а приведена схема управляемого выпрямителя, выполненного
по трехфазной нулевой схеме. Временные диаграммы токов и напряжений при
приведены на рис. 14 б. При построении приняты допущения, что
вентили и трансформатор идеальны. Рассмотрим процессы, происходящие в
этой схеме. Всегда проводит тот вентиль, анод которого самый
положительный и на управляющий электрод которого подан управляющий
импульс.
Угол управления измеряется от точки естественной коммутации (в
которой начал бы проводить вентиль в неуправляемом выпрямителе) до
момента подачи управляющего импульса и включения тиристора.
В момент rot, (см. рис. 14) включается 1-й вентиль, так как потенциал
анода его самый положительный и на его управляющий электрод подан им-
пульс. Этот момент задержан на угол a по отношению к моменту, когда бы
вентиль включился в неуправляемом выпрямителе. Ток в цепи нагрузки не-
прерывен (
) и постоянен. В момент t2 напряжение е2а достигает 0, но
ток продолжает проходить за счет энергии, запасенной в индуктивности, а
выпрямленное напряжение становится отрицательным. На участке прово-
димости t1, - wt3 напряжение на вентиле равно 0, а далее оно определяется
ординатами, заключенными между кривыми e2a (тонкая линия) и ud (жирная
линия). При этом потенциал катода принимается за нуль. В момент t4 на-
пряжение на вентиле меняет знак и становится положительным.
Для изменения выпрямленного напряжения нужно изменять угол управ-
ления. Диаграмма рис. 14 б иллюстрирует работу выпрямителя в непрерывном
режиме. В соответствии с диаграммой идеальное значение выпрямленного
напряжения при угле управления α.
После преобразования
Выражение является уравнением регулировочной характеристики
выпрямителя в непрерывном режиме. Его часто записывают в относительных
единицах (
= f (a)), принимая за базу напряжение
:
23
Рисунок 14 – Управляемый выпрямитель по трехфазной нулевой схеме
(а) и диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие его работу при
Ld = ,
= 0 (б) и Ld = 0, = 0 (в)
24
Рисунок 15 – Регулировочные
характеристики управляемых
выпрямителей
На
рис.
15
представлены
регулировочные
характеристики
в
относительных
единицах
для
различных схем выпрямления. За
базовое
принято
выпрямленное
напряжение
неуправляемого
выпрямителя U
d0
. Таким образом, вид
регулировочной
характеристики
зависит от режима.
В
непрерывном
режиме
регулировочная
характеристика
идеального выпрямителя не зависит от
вида нагрузки.
В прерывистом режиме регулировочная характеристика зависит от
схемы (пульсности) и величины индуктивности.
С ростом индуктивности нагрузки замедляется спад анодных токов, и,
поэтому растет граничный угол. Одновременно из-за появления
отрицательных участков выпрямленного напряжения уменьшается угол
управления, при котором среднее значение выпрямленного напряжения
становится равным нулю.
Таким образом, диапазон изменения угла управления, необходимый
для полного регулирования выпрямленного напряжения определяется
регулировочной характеристикой выпрямителя.
Следует
отметить,
что
рассмотренные
регулировочные
характеристики справедливы только для идеального выпрямителя при
активно-индуктивной нагрузке.
5. Непрерывный режим
Влияние анодных индуктивностей на коммутацию тока
Для анализа процессов в реальном выпрямителе необходимо учесть
параметры трансформатора. Выпрямленное напряжение изменяется из-за
наличия
внутреннего
сопротивления
выпрямителя,
вызванного
неидеальностью вентилей и трансформатора, и особенностей перехода тока
с одного вентиля на другой.
Рассмотрение проведем на примере трехфазной нулевой схемы (см.
рисунок 70 а).
Схема замещения однофазного трансформатора, приведенная к
вторичной стороне (к стороне вентилей) при пренебрежении током
холостого хода и потерями в контуре намагничивания. В мощных
трансформаторах анодное индуктивное сопротивление
(индуктивное
сопротивление рассеяния, приведенное к вторичной стороне) значительно
25
больше, чем анодное активное сопротивление (активное сопротивление
обмоток трансформатора, приведенное к вторичной стороне). Поэтому при
рассмотрении
процессов в мощных
трансформаторах
активным
сопротивлением можно пренебречь.
На рис. 16 а представлена схема замещения, полученная из схемы рис.
16 а, при приведении трехфазного трансформатора большой мощности к
стороне вентилей с учетом приведенных допущений. Так как индуктивность
Ld в цепи нагрузки принята бесконечной, то ток в этой цепи не может
измениться и эту цепь можно заменить источником тока.
На рис. 16 б приведены временные диаграммы, учитывающие невоз-
можность мгновенного изменения тока через вентиль из-за наличия в цепи
каждого вентиля индуктивностей (см. рис. 16 а). Коммутация - это переход
тока с одного вентиля на другой. В выпрямителе он происходит под
действием напряжения сети (естественная коммутация). Угол коммутации -
это угол, в течение которого вентили, участвующие в коммутации, од-
новременно
проводят
ток.
Рисунок 16 – Схема замещения управляемого выпрямителя,
выполненного по трехфазной схеме с нулевым выводом, при допущении Ld
= ,
0 ,
диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие его
работу