• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ТЕМА 6. Керовані випрямлячі

До керованих відносяться випрямлячі, в яких є можливість змінювати величину випрямленої напруги. Більш ефективним є метод регулювання з боку випрямленої напруги за рахунок використання тиристорів.

В керованих тиристорах є можливість затримувати час його від-кривання відносно початку додатного півперіода змінної напруги на аноді, як показано на рис.28.а і б.

З рис.28, б видно, що середнє значення випрямленої напруги з врахуванням кута залежить від кута зсуву фаз між додатним значенням змінної напруги на аноді тиристора і напругою ,яка подається на керуючий електрод.

а б

Рис.28. Принцип роботи керованого випрямляння: а – схема однопівперіодного

випрямляння; б – часові діаграми

.

Кут називається кутом керування або кутом затримки вмика-ння тиристора. За оптимальну форму сигналу керування прий-нято прямокутний або інший з прямим переднім фронтом імпульс такої тривалості, який забезпечував би чітке відкривання тиристора і мінімальний нагрів керуючого електрода. Пристрої, які формують сигнал керування , називаються системами імпульсно-фазового керування (СІФК).

а) б) в)

Рис.29. Нульова (а), місткова симетрична (б) і несиметрична (в) схеми керованого

випрямлення

Основним недоліком однофазних керованих випрямлячівє ду-же великий коефіцієнт пульсацій і навантаження однієї фази, тому більш ефективними є трифазні керовані випрямлячі, які забезпе-чують рівномірне навантаження струмом фаз мережі живлення, зменшення в десятки разів коефіцієнта пульсацій випрямленої нап-руги і струму, збільшення частоти пульсацій.

За схемою випрямлення трифазні керовані випрямлячі поділяю-ться на нульові (однотактні) і місткові (двотактні), а місткові поді-ляються на симетричні і несиметричні (рис.29).

Часові діаграми випрямлених напруг для нульової схеми випря-мляння і режиму холостого ходу при і показані на рис.30.

Рис.30. Часові діаграми випрямлених напруг

З рис.30 видно, що випрямлена напруга пульсує. Кількість пу-льсацій за період визначається кількістю фаз випрямляння і схемою з’єднання тиристорів. Для трифазної нульової схеми , для місткової симетричної , несиметричної р змінюється від до при збільшенні .

Середнє значення випрямленої напруги, рис.30, при і хо-лостому ході

де при .

Для простої нульової схеми випрямлення , для місткової , де – діюче значення фазної напруги вторинної обмотки трансформатора.

Рис.31. Часові діаграми напруг і струмів з врахуванням комутації тиристорів

При навантаженні керованого випрямляча виникають перехідні процеси, які обумовлені індуктивностями розсіювання вторинних обмоток трансформатора і індуктивністю мережі живле-ння. За першим законом комутації струм не може збільшитись мит-тєво в тиристорі, який відкривається, і зменшитись миттєво в тирис-торі, який повинен припинити проводити струм в зв’язку з відкри-ванням наступного.

Оскільки на час перехідного процесу попередній тиристор не закритий, а наступний відкритий, то протягом цього часу вторинні

обмотки трансформатора закорочені через тиристори, що обумов-лює зменшення (на заштриховану площу) випрямленої напруги (рис.31.) Цей проміжок часу характеризується кутом комутації .

Отже, зменшення випрямленої напруги за рахунок явища кому-тації пропорційне величині випрямленого струму та індуктивному опору кола (без врахування індуктивного опору навантаження)

.

Середнє значення випрямленої напруги при активно-індуктив-ному навантаженні буде зменшуватися не тільки за рахунок перехі-дних процесів, а і за рахунок спаду напруги на активному опорі вторинної обмотки трансформатора і активному опорі між ано-дом і катодом відкритого тиристора. Отже,

У випрямлячах невеликої потужності величинами і можна знехтувати. Тоді

Залежність випрямленої напруги від струму навантаження при сталому називається зовнішньою характеристикою керованого випрямляча. На характер залежності впливає перерв-ність струму в часі, що має місце, коли тривалість відкритого стану тиристора менше і в інтервалі струм на виході рівний нулю, (рис. 31). При виборі тиристорів для трифазних керованих випрямлячів необхідно знати, що найбільша пряма і зворотна напруги рівні лінійній .

Величина і фаза імпульсів керування тиристорами виробляється системою імпульсно-фазового керування (СІФК), яка забезпечує одержання потрібного кута в залежності від параметрів керуван-ня тиристорами і силової схеми випрямляча.

Джерелом одержання імпульсів керування є релаксаційні гене-ратори на кремнійових тріодах з одним переходом (ОПТ), кремнійо-ві односторонні (КОК) і двосторонні (КДК) ключі, двосторонні пе-ремикаючі діоди (ДПД) та інші ключові прилади.

Як приклад на рис. 32 наведена схема релаксаційного генератора на одноперехідному транзисторі.

Рис. 32. Схема релаксатора імпульсів керування

Принцип дії релаксатора наступний. З рис. 32,а і 32, б видно, що конденсатор через резистор заряджається від стабілізованого джерела живлення до тих пір, доки напруга на емітері не досягне напруги відкривання , при якій ОПТ відкривається і розряджається через опір переходу емітер – перша база і резистор , спад напруги на якому і є імпульсами керування , (рис. 32, б). Коли напруга на емітері досягне мінімального значення , емітер перестає проводити струм і процес повторюється. Період коливань визначається залежністю

де – параметр, який визначається внутрішньою структурою ОПТ і його значення знаходиться в межах Якщо прийняти то . Отже, зміною можна керувати періодом імпульсів керування, тобто кутом Якщо замість використати резистивний давач неелектричної величини або транзистор з керуванням опору переходу емітер-колектор вхідним сигналом бази, то можна отримати керування за зворотним зв’язком.

Широке застосування набули СІФК з вертикальним способом керування, в яких імпульси керування виробляються в момент зрівнення напруги, що лінійно змінюється та постійної напруги , якою задається величина кута , рис. 33, а. Одержані імпульси формуються, підсилюються і подаються на керуючий електрод тиристора, рис. 33, б.

рис. 33. Принцип вертикального керування:

– напруга генератора лінійної імпульсної напруги; – напруга керування кутом ; – компаратор; - пристрій формування імпульсу; - підсилювач імпульсів керування

В трифазних тиристорних схемах випрямляння необхідно пода-вати імпульси керування на всі тиристори. Існує два способи подачі імпульсів – із зсувом фаз і одночасний. При подачі імпульсів керу-вання із зсувом фаз в схемах випрямлення рис. 29, а і в, необхідно забезпечити зсув імпульсів керування на . Тоді кути керування будуть

Індекс при куті показує номер тиристора в схемі. Для схеми рис. 29, б потрібно 12 керуючих імпульсів, по два на кожний тирис-тор, зсунутих між собою на . Це обумовлено тим, що при випря-млянні від’ємної половини синусоїди наступної фази відкритий ти-ристор попередньої фази закривається і для повторного відкривання потрібен ще один імпульс, зсунутий за фазою на , адже в цей час закінчується випрямляння від’ємної половини синусоїди.

Керування кутомздійснюється двома способами – синхрон-ним і асинхронним. Суть синхронного способу керування в тому, що початок відліку кута керування починається від певної фази напруги живлення, тобто синхронізується з нею. При асинхронному керуванні регулювання інтервалів між імпульсами, які відкривають тиристори, і змінною напругою живлення здійснюється зворотним зв’язком за величиною випрямленої напруги чи струму навантаження .

В сучасних СІФК кут задається цифровим кодом, рис. 34.

Рис. 34. Структурна схема цифрової СІФК:

– задавальний пристрій; – регістр; – порівнювач кодів; – лічильник імпульсів; – генератор прямокутних імпульсів; – синхронізуючий пристрій; – пристрій формування імпульсів; – підсилювач імпульсів

Принцип роботи цифрової СІФК наступний. Цифровий код кута керування заноситься в регістр , з регістра код поступає в порівнювач кодів . При переході синусоїди на анод через нуль синхронізуючий пристрій вмикає генератор прямокутних імпульсів і лічильник імпульсів . При співпаданні цифрових кодів регістра і лічильника порівнювач кодів виробляє сигнал, який в формується в прямокутний імпульс, підсилюється і подається на керуючий електрод тиристора.

Читайте також:

1. Випрямлячі - помножувачі напруги
2. Електронні випрямлячі
3. Методи державного управління (далі в цій главі підручника — методи управління) — це способи здійснення владно-організуючого впливу керуючих суб'єктів на керовані об'єкти.
4. Некеровані впливи навколишнього середовища.
5. ОДНОФАЗНІ ТА БАГАТОФАЗНІ ВИПРЯМЛЯЧІ
6. Основні характеристики випрямлячів
7. Пульсації напруги випрямлячів
8. ТЕМА 2. Випрямлячі напруги змінного струму

Переглядів: 4857