Как влияет индуктивный характер нагрузки на работу управляемого выпрямителя.

Регулировочная харктеристика управляемого выпрямителя - это зависимость средневыпрямленного значения напряжения U0a от угла регулирования a. При возрастании входного напряжения U1 или уменьшении тока нагрузки увеличивают угол регулирования a для поддержания постоянства напряжения в нагрузке U0a в заданных пределах.

Диапазон регулирования в управляемых выпрямителях определяется следующими параметрами:

· нестабильностью входного напряжения U1;

· диапазоном тока нагрузки (I0min; I0max);

· характером нагрузки (активная, активно- индуктивная нагрузка);

· допустимым минимальным значением угла регулирования, который зависит от дрейфа фазного напряжения, инерционности системы управления, динамических параметров тиристоров;

· температурной зависимостью параметров полупроводников.

Найдем выражение для средневыпрямленного напряжения при активной нагрузке в зависимости от угла включения тиристора α:

При активно- индуктивной нагрузке:

При индуктивной нагрузке в симметричной схеме выпрямителя диапазон изменения угла регулирования уменьшается в два раза. Графическая зависимость 2 (см. рисунок ниже) соответствует “прерывистому” режиму тока дросселя (из-за малой величины тока нагрузки или малой индуктивности фильтра). Величина энергии, накапливаемой в дросселе равна WЭЛ = (LЧ I L 2)/2. Ток в цепи выпрямителя спадает до нуля раньше, чем приходит управляющий импульс на тиристоры, что уменьшает интервал воздействия отрицательного напряжения на нагрузку. Следовательно, увеличится уровень средневыпрямленного значения напряжения.

Графическая зависимость 1 соответствует непрерывному режиму тока дросселя. Величина индуктивности дросселя должна быть достаточно большой, чтобы во всем диапазоне изменения тока нагрузки обеспечивался непрерывный режим его протекания.

При проектировании управляемого выпрямителя рассчитывается диапазон изменения угла регулирования [a max; a min].

Максимальный угол регулирования (a max) определяется для регулировочной характеристики при максимальном отклонении входного напряжения при заданном уровне выходного напряжения. Необходимо учитывать потери напряжения на токораспределительной сети и на внутреннем сопротивлении выпрямителя. Минимальный угол регулирования (a min) должен учитывать “дрейф” фазы в силовой цепи и системе управления. Он определяется при минимальном уровне входного напряжения.

Чем отличаются автономные инверторы тока от автономных
инверторов напряжения?

Автономные инверторы (АИ)-это, как указывалось выше, преобразователи постоянного тока в переменный, которые работают на сеть, в которой нет других источников электроэнергии. Коммутации вентилей в них осуществляются благодаря применению полностью управляемых вентилей или устройств искусственной коммутации. При этом частота напряжения на выходе АИ определяется частотой управления, а величина напряжения -параметрами нагрузки и системой регулирования.

Автономные инверторы тока (АИТ). На входе АИТ действует источник тока, образованный источником ЭДС и большой индуктивностью, форма тока на выходе вентильной группы прямоугольная, а форма напряжения определяется характером нагрузки (рис. 5.3). Нагрузка может быть только активной или активно-емкостной, т.к. при активно-индуктивной нагрузке ток не может мгновенно изменить направление.

Рис.5.3. Автономный инвертор тока

Рассмотрим работу схемы при активно-емкостной нагрузке. В момент t₁ начинают проводить тиристоры V1,V2; в момент t₂ тиристоры V1,V2 выключаются, а тиристоры V3, V4 включаются. Ток через нагрузку меняет направление. Под действием проходящего тока напряжение на нагрузке изменяется по экспоненте.

Автономные инверторы напряжения (АИН). На входе АИН действует источник ЭДС, напряжение на выходе вентильной группы прямоугольное, а форма тока определяется характером нагрузки. Напряжение на нагрузке переключается мгновенно, поэтому нагрузка может быть активной или активно-индуктивной (см. рис. 5.4).

Рис.5.4. Автономный инвертор напряжения