Принцип роботи випрямляча

Принцип роботи та основні характеристики керованого однофазного випрямляча з виведеною нульовою точкою вторинної обмотки трансформатора

Принцип роботи керованого випрямляча розглянемо за схемою рис. 3.1. Напруги u₂_a та u₂_в вторинної обмотки трансформатора знаходяться у протифазі відносно точки “0”. Додатні півхвилі цих напруг почергово забезпечують одну з умов переходу тиристорів у стан високої провідності (див. розділ 1). Друга умова наступить з надходженням імпульсу керування на керуючий електрод відповідного тиристора.

Момент часу, коли виконується перша умова, називають моментом природного відкривання вентиля. Значення кута фазового зсуву імпульсу керування відносно моменту природного відкривання називають кутом запізнення α.

Розглянемо часові діаграми струмів та напруг у схемі випрямляча за активного навантаження (рис. 4.1), тобто коли L_d=0.

Починаючи від моменту часу J=0 до вентиля VS1 (між анодом та катодом) може бути прикладена або напруга u₂_a, якщо VS2 закритий, або напруга u₂_a+ u₂_в, якщо VS2 проводить струм. Тиристор VS1 відкривається в момент J= α, тобто із запізненням на кут α, коли системою керування буде сформований і поданий на тиристор імпульс керування і через електрод керування буде протікати струм і_кер≠0. Закривання тиристора VS1 за умови чисто активного навантаження здійснюється у момент, коли його струм і_а1 стає меншим від струму утримання І_утр (тобто коли і_а1=0). Зауважимо, що напруга u₂_a у цей момент також проходить через нульове значення

Рис. 3.1. Схема випрямляча

(рис. 4.1, б).

Через півперіоду, тобто починаючи з моменту J=π, аналогічні умови будуть створені для відкривання тиристора VS2 . За умови подання у момент J=π+ α імпульсу керування тиристор VS2 відкривається і перебуває у провідному стані до моменту зменшення струму і_а2< І_утр, тобто коли і_а2=0.

За активно – індуктивного навантаження, а саме L_d ≠0, тиристор VS1 закривається також у момент проходження струму і_а1 через нульове значення (рис. 4.2, а,б), а тиристор VS2 - відповідно у момент і_а2=0. В цей же

Рис. 4.1. Часові діаграми струмів та напруг випрямляча за умови роботи на чисто активне навантаження (L_d=0)

час напруги u₂_a , u_2ввідповідновже набувають від’ємних значень, але ЕРС самоіндукції, яка виникає на дроселі L_d під час зміни струму і_d, утримує у провідному стані кожен із тиристорів певний час. Це пояснюється так. Після відкриття тиристора струм і_d плавно зростає, що відповідає накопиченню енергії в індуктивності L_d. Під час зменшення струму і_d накопичена енергія поступає в мережу і струм і_d продовжує протікати через навантаження після

проходження напруг u₂_a , u_2вчерез нульові значення. Звідси виходить, що за активно – індуктивного навантаження вентиль VS1 залишається відкритим навіть коли u₂_a<0, тому у кривій випрямленої напруги u_d існують ділянки

Рис. 4.2. Вплив значення індуктивності L_d на форми напруг та струмів випрямляча

від’ємного значення. Це призводить до зменшення середнього значення U_d порівняно з режимом чисто активного навантаження.

Від’ємна полярність випрямленої напруги u_d зростає з ростом значення індуктивності L_d, а для деякого її значення (в нашому випадку L_d₂, рис. 4.2, б) вона існує аж до моменту вступу в роботу наступного вентиля. Струм стає неперервним. Подальше зростання значення індуктивності L_d₃> L_d₂ згладжує криву випрямленого струму (рис. 4.2, в), а для її безмежно великого значення L_d→¥ струм i_d абсолютно згладжений (рис. 4, г). Форма кривої випрямленої напруги за умови неперервного струму навантаження не змінюється ( рис. 4.2, б,в,г).

Зауважимо, що процес переходу струму навантаження (за умови його неперервності) з одного вентиля на інший відбувається під впливом струму короткого замикання, який виникає у контурі вторинної обмотки АВ за відкритого стану обох тиристорів VS1, VS2. Струм короткого замикання визначає закони зміни струмів вентилів під час процесу комутації, зокрема він зменшує струм попереднього вентиля і наростання струму у вентилі, що вступає в роботу. Якщо значення індуктивності обмотки трансформатора мале, то комутація струмів стає миттєвою в зв’язку з виликими значеннями струму короткого замикання. Процеси, які відображені на рис. 4.2, в,г, відповідають миттєвій комутації струмів вентилів. Більш детально процеси комутації викладені в інструції до лабораторної роботи № 12.

Максимальне значення і форму зворотної напруги на закритому тиристорі VS1 слід визначати, користуючись загальною формулою, що напруга на вентилі формується різницею потенціалів його анода φ_а1і катода φ_к1, виміряних відносно точки нульового потенціалу (у даній схемі відносно точки “0“), тобто u_VS₁= φ_а1- φ_к1. Під час закритогостану вентиля VS2 напруга

u_VS₁= u₂_a, а під час відкритого стану вентиля VS2 напруга u_VS₁= u₂_a+ u₂_в(рис. 4.1, г). За наведеними формулами найбільше значення напруги на вентилі U_в може досягти величини U_в=2

Середнє значення струму вентиля І_1а=І_d/2, оскільки кожен з вентилів проводить струм протягом половини періоду.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Фазозсувні пристрої	\|	Основні характеристики випрямляча

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.