Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Приложим отпирающие импульсы между управляющими электродами и катодами тиристоров ЧБ2 и ЧЯЗ, в результате чего они перейдут в открытое состояние, Все четыре тиристора будуг открыты, происходит разряд конденсатора С1, и направление токов разряда таково, что токи через тиристоры Чб! и Ч84 стануг равны нулю. Тиристоры Ч81 и Ч34 переходят в закрытое состояние, а тиристоры Ч82 и ЧБЗ будут открыты. Далее процесс повторится.
Напряжение на первичной обмотке трансформатора ТЧ! допустимо вычислить согласно выражению: Бвх 2 Г2 ту! В Э где !Звх — постоянное напряжение питания преобразователя, В; созпзн — коэффициент мощности нагрузки. При отсутствии нагрузки последовательного тиристорного преобразователя возможен аварийный режим, когда все тиристоры остаются в открытом состоянии. По этой причине включение данного преобразователя без нагрузки или с недостаточной нагрузкой недопустимо. Нагрузочная характеристика преобразователя является почти неизменной при существенных флюкгуациях мощности нагрузки. 6.4.3.
Параллельный тиристорный инвертор тока Рассмотрим однофазный параллельный тиристорный инвертор тока мостового типа, схема которого показана на рис. 6.11. !1 +Овх вик Тиристорные преобраэоватепи 147 Рис. 6.11. Параппепъный тиристорный инвертор тона Допустим, тиристоры ЧБ! и Н84 изначально были в состоянии насыщения, обкладка конденсатора С1, электрически соединенная с тиристорами ЧБ! н ЧЯ2, была заряжена положительно, а обкладка, подключенная к тиристорам ЧЯЗ и НЯ4, — отрицательно (см.
рис. 6.11). Ток течет от положительного полюса источника питания через дроссель !.1, тиристор Ч51, первичную обмотку трансформатора ТЧ1, тири- стор ЧЪ4 и возвращается в источник питания. Подадим отпирающие импульсы положительной полярности на управляющие электроды тиристоров Ч$2 и ЧВЗ, которые включены в диагональ моста. Тиристоры ЧБ2 н ЧБЗ открываются, и все четыре тиристора находятся в проводящем состоянии. Конденсатор С! начинает разряжаться. Направление токов его разряда противоположно токам через тиристоры ЧВ! и ЧЪ4, и в момент, когда токи будут скомпенсированы, тиристоры ЧВ! и ЧБ4 перейдуг в запертое состояние.
Таким образом, ток теперь будет протекать по цепи от +()вх, через дроссель !.1, тиристор НБЗ, первичную обмотку трансформатора ТЧ1, тиристор Ч$2, — 0вх. К конденсатору С1 приложено напряжение противоположной полярности (на рис. 6.11 полярности обозначены знаками в скобках), и происходит его перезаряд. Подадим отпирающие импульсы на управляющие электроды тиристоров ЧБ1 и Ч84, которые переходят в открытое состояние.
При этом все четыре тиристора открыты. Начинает происходить разряд конденсатора С1. Направление токов разряда противоположно направлению токов, протекающих через тиристоры Ч82 и ЧВЗ. В тот момент, когда, благодаря компенсации, токи через тиристоры ЧЯ2 н НВЗ будут нулевыми, они перейдуг в запертое состояние.
Тиристоры ЧВ! и ЧВ4 будут открыты, а компоненты Ч82 н ЧБЗ вЂ” закрыты. Далее процесс повторяется. Емкость конденсатора С! допустимо определить согласно выражению: (!ВЫ+ гдсрн) Рн ()с' оз ф где Рн — активная мощность, потребляемая нагрузкой, Вт; 13с — напряжение на обкладках конденсатора С1, В; от — угловая частота напряжения на обкладках конденсатора С!; ун — угол сдвига фаз между током, протекающим через конденсатор С1 с первичной обмоткой трансформатора ТЧ1, и током только первичной обмотки трансформатора; 148 Импульсные преооразователи напряжения !3 — угол сдвига фаз между напряжением на обкладках конденсатора С1, имеющим теоретически синусоидальную форму, и током, протекающим через конденсатор С! и первичную обмотку трансформатора ТЧ1.
Напряжение на первичной обмотке трансформатора ТЧ! можно найти по формуле: Увх л 2Л где Чн — проводимость нагрузки (модуль), См. Нагрузка параллельного тиристорного инвертора тока должна иметь емкостный характер, а ток, протекающий через конденсатор С ! и первичную обмотку трансформатора ТЧ1, должен опережать напряжение, приложенное к конденсатору С1. Иначе только что перешедшие в запертое состояние тиристоры вновь откроются, и возникнет аварийная ситуация, когда непредусмотренный ток потечет через тиристоры, нарушив работу преобразователя.
Функционирование преобразователя без нагрузки недопустимо, что представляет недостаток параллельного инвертора. Нагрузочная характеристика преобразователя — круто падающая, наклон которой, а также форма импульсов на вторичной обмотке трансформатора ТЧ1 зависят от проводимости нагрузки, индуктивности дросселя 1.1 и емкости конденсатора С 1 !91, с. 283). Целесообразна работа параллельного тиристорного инвертора тока на фиксированную неизменную нагрузку. 6.4.4. Параллельно-последовательный тиристорный инвертор тока Параллельно-последовательный тиристорный инвертор тока сочетает достоинства как последовательного, так и параллельного преобразователей.
Его схема показана на рис. 6.12. !1 ~свх— Рис. 6Л2. Параллельно. последовательный инвертор тока Принцип действия параллельно-последовательного инвертора тока существенно не отличается от принципа действия рассмотренных ранее инверторов последовательного и параллельного типов. Параллельно-последовательный инвертор обладает довольно "стабильной" нагрузочной характеристикой и может быть в отдельных случаях включен без нагрузки.
Чем больше коэффициент мощности нагрузки параллельно-последовательного инвертора, тем незначительнее станет изменение бд. Тиристорные преобразователи 149 нагрузочной характеристики прн флюктуации снимаемой мощности от минимума до максимума. 6.4.6. Тиристорный преобразователь напряжения Мак-Муррея Преобразователь Мак-Муррея имеет ! С-контур, предназначенный для запирания тиристоров, реактивные компоненты которого в определенные моменты соединяют друг с другом посредством тиристоров, находящихся в это время в открытом состоянии. Соответствующая схема показана на рис. 6.13. ТЧ1 Рис.
6Л 3. Преобразоватепь напряжения Ман-Муррея Предположим, изначально тиристор ЧЯ! был в открытом состоянии, а тиристор Н82 — в закрытом. Обкладка конденсатора С1, подключенная к тиристору ЧБ2, заряжена положительно, а соединенная с тиристором Ч61 — отрицательно. Ток течет по цепи +1)вх, полуобмотка трансформатора ТН1, тиристор Ч51, дроссель 1.1, — 1)вх. Подадим отпирающий импульс положительной полярности на управляющий электрод тиристора Ч62. Тиристор ЧБ2 переходит в открытое состояние, и конденсатор С1 начинает разряжаться. Направление тока его разряда, протекающего по цепи от положительно заряженной обкладки конденсатора С1, через открытый тиристор Ч82, тирнстор Ч81, отрицательно заряженную обкладку конденсатора С1, противоположно току, протекающему через тиристор ЧБ1.
В результате тиристор ЧБ! переходит в закрытое состояние. Конденсатор С! начинает перезаряжаться, причем этот процесс не может быть мгновенным из-за включенного последовательно с ним, благодаря открытому тиристору, дросселя 1.1. Напряжение на обкладках конденсатора С1 равно удвоенному напряжению питающей сети (2 1)вх) плюс напряжение индуктивного выброса ЭДС самонндукцни. Через диод Ч04 происходит рекуперация энергии, т.е. возвращение в питающую сеть энергии ЭДС самоиндукции полуобмотки трансформатора ТЧ!. Часть тока в результате запаса энергии циркулирует по цепи от дросселя 1.1, через диод ЧО4, открытый тиристор НБ2 и возвращается в дроссель 1.1.
При дальнейших переключениях запасенная энергия возрастала бы, приводя к росту циркулирующего тока. Во избежание этого к части по- 150 импульсные преобразователи неприменна луобмотки трансформатора ТЧ! подключен диод Н03. Через диод Ч03 происходит рекуперация накопленной в дросселе 1.! энергии в питающую сеть. Подадим отпирающий импульс на управляющий электрод тиристора Ч81, в результате чего он переходит в открытое состояние. Происходит разряд конденсатора С1, который инициирует залирание тиристора ЧБ2. Далее процесс повторится.
Благодаря наличию диодов Ч02, Ч03 нагрузочная характеристика преобразователя Мак-Муррея довольно "жесткая". Преобразователь может быть включен без нагрузки и способен питать индуктивную нагрузку. 6.4.6. Последовательный резонансный полумостовой тиристорный инвертор Последовательный резонансный тиристорный инвертор, схема которого изображена на рис.
6.14, по сравнению с параллельными инверторами обладает важным достоинством: он может работать на более высокой частоте преобразования ввиду меньших потерь в тиристорах на этих частотах. +0вх Рис. 644. Последовательный резонансный тиристорный инвертор Конденсаторы С1 и С2 образуют емкостный делитель напряжения. Индуктивности полуобмоток дросселя 11 и емкости конденсаторов С! и С2 представляют резонансный контур, собственная частота которого равна частоте импульсов управления. Если бы эти частоты отличались друг от друга, что обычно имеет место на практике, то преобразователь следовало бы называть квазирезонансным.
Если добротность контура 0 будет мала, то преобразователь не сможет функционировать, а если она будет большой, то к компонентам колебательного контура, первичной обмотке трансформатора ТН1, тиристорам будет приложено напряжение, которое намного больше необходимого. На практике обычно добротность колебательной системы выбирают от 1 до 4 1243, с. 164~. Емкости конденсаторов С1 и С2 должны быть ло возможности близкими. Допустим, тиристор ЧБ! открывается, а тиристор ЧБ2 закрыт. Ток течет по цели: +11вх, тиристор ЧЯ1, верхняя по схеме полуобмотка дросселя 1.1, первичная обмотка трансформатора ТЧ!, заряжающийся конденсатор С2, — 1.1вх и по другой цепи: положительно заряженная обкладка конденсатора С1, тиристор ЧЯ1, верхняя по схеме лолуобмотка дросселя 1.1, первичная обмотка трансформатора ТЧ1, отрицательно заряженная обкладка конденсатора С!.
Конденсатор С1 разряжается, а кон- бик Тириоториые преобразователи 151 денсатор С2 заряжается. Поскольку емкости этих конденсаторов в теории одннаковы, через первичную обмотку трансформатора ТЧ1 протекает в два раза больший ток, чем через каждый нз конденсаторов. Частота тока, протекающего по нагрузке Кн, зависит от параметров компонентов колебательного контура. Форма импульсов тока в течение полупернода близка к половине синусоиды. В конце полупернода ток через тнрнстор ЧЗ! уменьшается до нуля, н он закрывается. Заметьте: переход тнрнстора в состояние отсечки происходит прн нуле тока. Приложим отпирающий нмпульс между управляющим электродом н катодом тнрнстора ЧБ2, который переходит в открытое состояние. Ток течет по цепи: +Бвх, заряжающийся конденсатор С1, первичная обмотка трансформатора ТЧ1, нижняя по схеме полуобмотка дросселя Ь1, тнрнстор ЧБ2, — 11вх н по второй цепи: положительно заряженная обкладка конденсатора С2, первичная обмотка трансформатора ТЧ1, нижняя по схеме полуобмотка дросселя Ь1, тнрнстор ЧЯ2, отрицательно заряженная обкладка конденсатора С2.
Форма импульсов тока н в течение второго полупернода близка к половине синусоиды. В конце полупернода ток через тнрнстор Ч82 уменьшится до нуля, н тнрнстор закроется. Переменное напряжение на чисто активной нагрузке Кн будет почти сннусондальной формы. Далее процесс повтор нтся.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
