Управляемые схемы выпрямления

5 управляемые схемы выпрямления

Предположим, что в момент , соответствующий углу регулирования ,  подается управляющий сигнал на тиристоры. При этом откроется только тиристор VD1, потому что на его аноде присутствует положительный потенциал. Тиристор  VD2 останется в закрытом состоянии из-за того, что потенциал его анода отрицательный. Напряжение в точке  а изменится скачком и будет повторять форму напряжения на полуобмотке . Ток в дросселе  начинает  нарастать. Полярность напряжения на дросселе показана без скобок. Когда  напряжение на аноде тиристора U снижается, то в какой-то момент времени начинает  уменьшается и ток в нем. Чтобы поддержать величину тока ЭДС на дросселе  скачком изменяет полярность ( полярность показана в скобках). Отрицательный потенциал на катоде VD1 продолжает поддерживать его в открытом состоянии даже при отрицательной полуволне напряжения .  

В момент  включается тиристор VD2 и к точке а прикладывается напряжение другой полуобмотки . Это напряжение запирает тиристор  VD1 и снова изменяет полярность напряжения на дросселе .  Далее процессы повторяются.

Значение постоянной составляющей напряжения на нагрузке равно

,                                                      (5.1)

где – амплитуда напряжения на полуобмотке трансформатора Т;

Рекомендуемые материалы

 – угол регулирования;

Т – период повторения сети.

         Из последней формулы следует, что угол регулирования можно изменять в пределах 0 – .

         Формула  (5.1) справедлива, если индуктивность дросселя превышает критическое значение

,                                                       (5.2)

где  ­– циклическая частота сети.

Если  то существуют интервалы времени, когда ток в дросселе не течет и напряжение на нагрузке равно нулю ( рисунок 5.3).

В этом случае значение постоянной составляющей напряжения на нагрузке равно определяется по формуле

.                                                       (5.3)

         Угол регулирования влияет на параметры выпрямителя: при его увеличении возрастают пульсации на нагрузке и возрастает реактивная мощность, потребляемая от сети, поскольку увеличивается сдвиг фаз между первой гармоникой тока и напряжения.

Использование в схеме выпрямителя обратного диода ( рисунок 5.4) позволяет существенно уменьшить эти недостатки.

Временные диаграммы работы двухполупериодного управляемого выпрямителя с обратным диодом изображены на рисунке 5.5.

Предположим, что в момент , соответствующий углу регулирования ,  откроется тиристор VD1. Напряжение в точке  а изменится скачком и будет повторять форму напряжения на полуобмотке . Ток в дросселе  начинает  нарастать. Полярность напряжения на дросселе  показана без скобок. Обратный диод  VD3 заперт и не оказывает влияния на работу схемы. При изменении полярности напряжения на дросселе  отрицательное напряжение в точке а открывает обратный диод  VD3 и потенциал этой точки фиксируется на уровне  . Тиристор VD1 будет открыт, пока напряжение на нем не уменьшится приблизительно до нуля (рисунок 5.5, а) . Когда тиристор  VD1 закроется , а тиристор VD2 еще закрыт, ток дросселя  будет протекать через нагрузку  и  обратный диод  VD3 (рисунок 5.5, г).  

Для этой схемы постоянная составляющая напряжения на нагрузке равна

.                                                  (5.4)

Рекомендуем посмотреть лекцию "Постоянные лесосеменные участки".

Как следует их формулы (5.4) и рисунка 5.5 угол регулирования может изменяться в пределах 0…π.

Средние квадратичные значения токов вторичной  , первичной обмоток и обратного диода  определяются по формулам

  ,     и  .                    (5.5)

Разумеется, формулы (5.5) будут справедливы при .