Управляемый выпрямитель со средней точкой и с индуктивной нагрузкой.

Рисунок 14.1 - Схема однофазного управляемого выпрямителя

со средней точкой

 

Схема состоит из трансформатора, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку; двух тиристоров, момент открытия которых определяется управляющими импульсами, поступающими со схемы управления СУ. Момент поступления управляющих импульсов может быть сдвинут относительно начала синусоиды напряжения на некоторый угол a, который называют углом управления.

 

 

14.1.2 Работа схемы на активно – индуктивную нагрузку

 

При разомкнутом ключе в схеме в цепь нагрузки включена индуктивность , которая обычно исполняет роль фильтра переменной составляющей выпрямленного напряжения. Наличие в цепи нагрузки индуктивности существенно изменяет характер электромагнитных процессов в схеме. В данном случае форма выпрямленного тока будет зависеть от индуктивности , частоты выпрямленного напряжения w, сопротивления .

Индуктивность согласно закону коммутации не позволяет мгновенно изменяться току , т.е. препятствует нарастанию тока и стремится удержать его спад. Из временной диаграммы (рисунок 14.4) видно, что наличие индуктивности в цепи постоянного тока при изменяет характер протекания тока через тиристоры. После открытия тиристора ток начинает медленно нарастать, т.к. в это время происходит накопление энергии в индуктивности.

Рисунок 14.4 - Временная диаграмма работы выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке в режиме прерывистого тока

 

При прохождении напряжения на вторичной обмотке через ноль (точка 2) ток цепи открытого тиристора будет поддерживаться за счет энергии, запасенной в индуктивности до момента снижения тока до нуля. Такой режим называют режимом прерывистого тока. В выпрямленном напряжении появится отрицательный выброс, интервал проводимости тиристора будет больше, чем .

При увеличении индуктивности, энергии, запасенной в ней будет достаточной, чтобы поддержать ток до момента открытия тиристора VT2 (рисунок 14.5). Ток носит непрерывный характер, интервал проводимости тиристора будет равен

 

Рисунок 14.5 - Временная диаграмма работы выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке в режиме непрерывного тока

 

Большая величина является характерным случаем при использовании выпрямителя на практике. Управляемый выпрямитель часто работает на электрическую машину постоянного тока, при этом справедливо . Ток через нагрузку становится постоянным, а через тиристор - имеет прямоугольную форму, как показано на диаграмме (рисунок 14.6).

Рисунок 14.6 - Временная диаграмма работы однофазного выпрямителя со средней точкой при активно-индуктивной нагрузке

 

Регулировочная характеристика , определяемая из выражения

 

(14.5)

 

описывается соотношением:

 

(14.6)

11. УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ СО СРЕДНЕЙ ТОЧКОЙ И С ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ и нулевым диодом

Рисунок 14.1 - Схема однофазного управляемого выпрямителя

со средней точкой

 

Схема состоит из трансформатора, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку; двух тиристоров, момент открытия которых определяется управляющими импульсами, поступающими со схемы управления СУ. Момент поступления управляющих импульсов может быть сдвинут относительно начала синусоиды напряжения на некоторый угол a, который называют углом управления.

При работе выпрямителя на активно – индуктивную нагрузку, как видно из временных диаграмм, ток отстает от напряжения питания . Это приводит к потреблению выпрямителя от сети реактивной составляющей, что неблагоприятно сказывается на энергетических показателях установки. Указанное явление можно несколько ослабить, подключив к выходной цепи управляемого выпрямителя диод, который называют нулевым диодом.

На схеме (рисунок 14.1) ключ замкнут, а ключ разомкнут при этом будем рассматривать работу схемы с условием, что . Особенность работы схемы при нулевом диоде отличается от режима работы при активно – индуктивной нагрузке, рассмотренной в предыдущем разделе. Временная диаграмма работы схемы с нулевым диодом показана на рисунке 14.7.

 

Рисунок 14.7 - Временная диаграмма работы выпрямителя

с нулевым диодом

 

Отличие состоит в том, что в тот момент, когда полуволна напряжения питания проходит через ноль и меняет свою полярность, тиристор, который был открыт до этого момент, закрывается, а второй закрытый тиристор так и остается закрытым до подачи на него положительного импульса со схемы управления. В течение интервала времени равного a, оба тиристора закрыты и нет отрицательного участка напряжения . Отсутствие отрицательного напряжения вызвано тем, что ток нагрузки, который в схеме без нулевого диода на участке a поддерживался энергией, накопленной в индуктивности, в данной схеме отсутствует. Через диод VD₀ напряжение вторичной обмотки трансформатора подается на проводящий тиристор в обратном направлении и запирает его, что вызывает переход тока нагрузки ; в момент перехода вторичного напряжения через ноль в цепь диода VD₀, минуя тиристоры и обмотки трансформатора. Интервалы проводимости тиристоров VT1 и VT2 сокращаются до значения p - a, и кривая напряжения соответствует случаю при чисто активной нагрузки. Рассмотрим временные диаграммы режима работы выпрямителя при активно – индуктивной нагрузке с нулевым диодом на рис.8. При построении временных диаграмм можно заметить, что сдвиг фаз между током (основной гармоникой) и напряжением составляет половину угла .