Главная  Катушки с ферромагнитным сердечником 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

ж^ния, так как форма пульсации на выходе фильтра сильно отличается от гармонической.

Подводя итог, отметим следующие особенности схемы тиристорного регулируемого выпрямителя:

1. Уменьшение выходного напряжения в тиристорном выпрямителе достигается благодаря уменьшению отбора мощности от сети переменного тока и не связано с гашением значительной ее части в выпрямителе.

2. При регулировке выпрямитель потребляет не только активную, но и реактивную мощность от сети переменного тока.

3. При изменении угла регулирования а от О до 0,5я выходное напряжение меняется от максимума до нуля.

4. Пульсация выпрямленного напряжения заметно возрастает с ростом угла регулирования.

5. Режим непрерывного тока в дросселе нарушается, если не соблюдается отношение (7.8).

§ 7.2. Схема выпрямителя с обратным диодом

Улучшить показатели схемы тиристорного выпрямителя можно, включив в нее обратный (разрядный) диод (рис. 7.6, а, в). С ним может работать даже однофазная схема выпрямления. Роль обратного диода Ду заключается в том, что при достижении угла oit = я ток дросселя L, уменьшаясь, создает на нем такую э. д. с, которая равна по величине постоянному напряжению на выходе и приложена минусом к катодам тиристора и обратного диода. При со > я эта наведенная э. д. с. становится больше, чем напряжение Eg, и обратный диод открывается. Дроссель разряжается через него, а тиристор, будучи обесточенным, закрывается.

Таким образом, угол закрывания тиристоров в схеме с обратным диодом всегда равен п. Ток дросселя в двухфазной схеме на интервале (X <: со < я протекает через тиристор и одну из вторичных полуобмоток, а на интервале я<со<я+(х - через обратный диод (рис. 7.6, г). В однофазной схеме время разряда дросселя через диод значительно больше и равно я -}- а (рис. 7.6, б).

В схеме с обратным диодом переменные составляющие выпрямленного напряжения и фазовый сдвиг первой гармоники тока первичной обмотки заметно меньше, чем в схеме без обратного диода. Однако регулировочная характеристика выпрямителя с обратным диодом мягче. Для сведения выпрямленного напряжения к нулю необходимо угол регулирования сделать равным я, а не 0,5 я, как в схеме без обратного диода.

При тех же предположениях, что были сделаны для схемы без обратного диода, постоянная составляющая выпрямленного напряжения в однофазной схеме

£о1 = [£ /(2я)](1+с08а) (7.14)

и в двухфазной схеме

- Eo2(Em/n)(l+cosa). .. (7.15)




Проведя выкладки, совершенно аналогичные сделанным в предыдущем параграфе, определим для двухфазной схемы условие непрерывности тока в дросселе. Для а < 35,5°* оно имеет вид:

aL/R > [а + sin а - - 0,5я (1 - cos а)]/(1 + cos а).

(7.16)

Только при выполнении этого W условия выпрямленное напряжение определяется формулой (7.15) и тиристоры открываются запускающими импульсами, т. е. при угле а. При R > Rp ток дросселя спадает до нуля раньше, чем открывается тиристор следующей фазы, и к моменту at = пл + а на катоде тиристоров будет положительное напряжение, равное напряжению на конденсаторе С. Это напряжение может быть больше, чем sina, и тиристор следующей фазы не откроется.

Как и в предыдущей схеме при L > Lkp, токи в фазах имеют почти прямоугольную форму, но длительность их иная. Она равна л - а (рис. 7.6, д). Поэтому действующее значение тока фазы и тока первичной обмотки меньше


Рис. 7.6

, 12 = ГоУ(л-а)/л/У2, (7.17) = п1оУ{л-а)/л. (7.18)

Действующее значение тока обратного диода при L > Lp

/д = /о1/.. (7.19)

Сдвиг фазы первой гармоники тока, потребляемого от сети, в два раза меньше, чем в схеме без обратного диода:

Ф = а/2. (7.20)

Коэффициент пульсации напряжения на нагрузке получается по аналогии с (7.11)

яДод (а)

где Аод (а)

2(B2Z,C(l+cosa) функция, представленная графически на рис. 7.7.

(7.21)



Коэффициент пульсаций напряжения Bq по первой гармонике

пв 1 = 0,666 1+4(1-cos а) (7.22)

позволяет определить относительное содержание первой гармоники в выходном напряжении:

-. п1 k Bi/{m(oLC) = 1/1 + 4 (1 - cos a)/{6aLC). (7.23)

До углов а я 90° расхождение между ki и не превышает 5% и-лишь при а = 150° приближается к 10%.

Сравнение показателей схемы с обратным диодом и схемы без обратного диода показывает преимущества первой схемы, подчеркнутые в начале настоящего параграфа. Чтобы проиллюстрировать эти преимущества в цифрах, подсчитаем

0,2 0.1

20° iO 60° вО° 100° 120° 140° сС

Рис. 7.7

показатели двух схем при диапазоне регулировки выходного напряжения, равном трем. Начальный угол регулировки Omin выберем в начале крутого участка регулировочной характеристики, что соответствует примерно 30 и 20° для схемы с обратным диодом и без обратного диода. Выпрямленное напряжение, в три раза меньшее начального, получится для схемы с обратным диодом при Umax = 112° И ДЛЯ схемы без диода при Omin = 71,5°. Коэффициент пульсаций схемы собратным диодом будет меняться от Q,2/(wLC) при Omin до 0,45/(©LC) при трх, 3 ДЛЯ схемы без обратного диода от 0,21/(a)LC) до 1,06/(©LC). Угол запаздывания первой гармоники тока, потребляемого из первичной цепи, меняется при регулировке от 15 до 56° для схемы с обратным диодом и от 20-до 71,5° для схемы без диода. Критическая величина индуктивности, определенная для Отах, будет ДЛЯ схбмы С обратным диодом равной 1,9 R/©, а для схемы без диода 2>R/(s>.

При меньшем диапазоне регулировки выходного напряжения показатели двух схем сближаются.

. § 7.3. Мостовые схемы с тиристорами

У мостовой схемы (рис. 7.8, а) выходное напряжение получается точно таким, как у обычной двухфазной схемы, и следовательно, определяется уравнением (7.1). Совпадают для этих схем все остальные показатели, за исключением формы и величины тока во вторичной обмотке трансформатора.

Можно построить мостовую схему выпрямителя с меньшим числом управляемых диодов, так как для управления достаточно включить один из двух последовательно соединенных диодов. В схеме рис. 7.8, б катоды управляемых диодов соединены вместе, схема управления двумя тиристорами может иметь один общий выходной зажим. В схеме



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов