Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 13
Текст из файла (страница 13)
При активно-индуктивной нагрузке схема к при активной нагрузке, но ток г„становится работает так же, как е че тн исторы, идеально сглаженным, а токи, проходящие через р инимают-прямоугольную форму. Соответственно прямоугольприним ными становятся и токи в оомотках трансфор р . сфо мато а. В этом 62 случае кривые выпрямленногО напряжения иА и обратные напряже- ния на тиристорах остаются такими же, как и при работе на активную нагрузку, а значения токов становятся равны 1,„= 1А/3; 1г = 1твмв = 1А/,,/ 3; 1 /2 12.61) 1, = — — 1А Й, 3 Расчетные мощности первичных и вторичных обмоток равны 2л Юг = 31/,1г„= — Р,„; 3 /3 (2.62) 2л Яг= ЗУг1г„— — — РА, 3 '2 где Уг и Уг — действующие значения фаз ных напряжений первичной и вторичной обмоток.
Коэффициенты использования элементов схемы принимают следующие значения: /Г,р —— 1,345; /Ге — — 2л/3; /Гг=1,',„, 3. (2,63) В (~.62) коэффициент /с„приведен без учета влияния потоков подмагничивания. реальное его значение больше и будет зависеть от схемы и конструкции трансформатора. Работа схемы с углом управления а>О. В отличие от схемы неуправляемого выпрямителя или управляемого, но работающего с углом а=О, в данном случае управляющие импульсы приходят на тиристоры поочередно с задержкой на угол управления а относительно моментов прохождения через нуль синусоид линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора. Моменты прохождения через нуль синусоид линейного напряжения соответствуют точкам пересечения синусоид напряжений и„ив, и, (рис.
2.14). При угле а > О в зависимости от характера нагрузки и значения угла а в данной схеме могут иметь место различные режимы работы. Если угол а изменяется в диапазоне от О до л/6, тсг как при активно-индуктивной, так и при чисто активной нагрузке выпрямленный ток является непрерывным. Среднее значение выпрямленного напряжения в этой области углов а прн различном характере нагрузки описывается выражением УА = — ~ /2 Уг яп 9Ы9 = — Уг сов а = 1/Ав сов а.
(2.64) 3 /б 2л 2л 5 бв" 63 ее>— Я' л ил ий ие Рнс. 2Л4. Диаграммы токов н напря- Рнс. 2Л5. Диаграммы токов н налря:кеннй трехфазного аыпрямнтеля со некий тйехфазного вылрямателя со средней точкой нрн угле и<а/6 сйедней точкой нрн углах а=я/6 н и>я/6 Прн угле а=я/6 кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения доходит в моменты переключения тирнсторов до нуля (рис. 2.15, слева).
Такой режим работы называется гранично-непрерывным. Дальнейшее увеличение угла (а=я/6) прн активной нагрузке приводит к прерыванию выпрямленного тока 14 и появлению в выпрямленном напряжении и„учаспюв с нулевым значением (рис. 2.15, справа). Интервал проводимости тока тнрнсторов становится меньше 2я/3. Среднее ' значение напряжения в этом случае выражается следующим образом: с,-. 1,~ее,.' ххх= —..е,11~- 1-+ )]= к ече 1+соя — +а = 1/ео (2.65) /3 При активно-индуктивной нагрузке за счет энергии, запасаемой в нндуктивности Ц, выпрямленный ток 14 продолжаег протекать в нагрузке и прн переходе кривой выпрямленного е4 н апряжения в зону отрицательных значений. Если накопленной в нндуктивности илл ье энергии окажется достаточно, чтобы обеспечить протекание тока до очередной коммутации тирнсторов, то будет режим работы с непрерывным током ге.
При етх,я=со режим непрерывного тока будет иметь л д лг яг гл луг хг гс Ю место при любых .углах э в диапазоне от О до я/2. ЧЕНИЕ ВЫХОДНОГО НаПРЯжс- 1 — аеа е ей мтеохе: 2 — ЯРЯ вке. Ння (/е МОЖНО ОПрЕдЕЛИтЬ анат ей ""Р" ' по формуле (2.64). Когда угол гх становится равным я/2, площади' положительного и отрицательного участков кривой выпрямленного напряжения становятся равными, что свидетельствует об отсутствии постоянной составляющей в выпрямленном напряжении, или, иначе говоря, среднее значение г/4 становится равным нулю. т В соответствии с изложенным в регулировочных х еристиках схемы (рис. 2 16) можно выделить две хапактерные зоны изменения угла а.
В первой зоне (0<се<я/6) как прн активной, так и при активно-индуктивной нагрузке регу.— Р ная х к арактеристика соответствует формуле (2.64). Во второй регу.—;овочзоне -<а(5я/6 при активной нагрузке характеристика аналитически описывается формулой (2.65), согласно которой среднее значение У„становится равным нулю при угле се=5 /6. В- яб - режимах работы с непрерывным током г при угл х / <а<я/2 и активно-индуктивной нагрузке для регулировоч- д а ной характеристики становится справедливой формула (2.64).
Заштрихованная область соответствует семейству регулировочных характеристик в режимах прерывистого тока ге при различных значениях отношения «тх.я/Я,. Токи в,тирисгорах и обмотках трансформатора при активно-индукпц|ной нагрузке (езье=оэ) определяются по соотношениям, приведенным для случая и=О. При активной нагрузке зависимости, связывающие среднее и действующее значения токов, существенно усложняются. Поэтому отметим только тот факт, что с ростом угла управления се интервалы проводимостей тирнсторов уменьшаются, а действующие значения токов при одних и тех же средних значениях увеличиваются. Максимальные значения напряжений па тиристорах: 5 Уй 3658 65 а) при активной нагрузке (2.66) Рис.
2.17. Трехфазный мостовой выпрямитель (2.67) Рис. 2.1К диаграммы тохов и на- пряпений трехфазного мостового выпрямителя при угле о=о; 1 — Гл„рво г — Гх„ик„З вЂ” ГЗ,, гз; 4 — гз~, гз; з — гзо гз»; е — 'гз,, гз, (/я= ~ з/6(/гязпЪг/Ъ= — (/г (2.68) Уг „= е/б(/г з(па(а<я/6); Уг = /2Угя)п(а+к/6)(а>п/6); Ул~„— „„/61/г ~ б) при активно-индуктивной нагрузке (в режиме непрерыв- НОГО тОКа 1я) 2.2.4. ТВЕХФАЗНАЯ МОСТОВАЯ СХЕМА Работа схемы с угг1ом управления и =О.
Трехфазная мостовая схема и диаграмма~, поясняющие ее работу, показаны на рис. 2.17 и 2.18. РасцепузЧ)им принцип действия схемы для случая активной нагр))зкйфл$оч К замкнут). Начиная с мояуента 9, ток проводят тиристоры Ф'Я, и )гЯ„а остальные тиристоры выключены, В этом случае к нагрузке Я„приложено линейное напРЯжение п,ь и выпРЯмленный ток г„пРотекает по контУРУ: обмотка фазы а — тиристор $'Я, — нагрузка ߄— тиристор Ю,— обмотка фазы Ь. Этот процесс в схеме продолжается до момента йг, т. е.
в течение времени, соответствующего и/3, когда потенциал фазы Ь станет более положительным, чем потенциал фазы с. Начиная с этого момента напряжение иь, становится положительным, т. е. прямым для тиристора Юг. При подаче в этот момент времени управляющего импульса на тнристор $',зг он начинает проводить ток, а тиристор и'5, выключается (происходит коммутация между тиристорами Ю, и 1гог). Для выключившегося тиристора и'5, напряжение и,ь является обратным. В результате в проводящем состоянии окажутся тиристоры РЯ, и г5г, а остальные будут выключены. В момент Эз подается импульс на тиристор Юз и он включается„а тиристор 1'Я, оказывается в выключенном состоянии, так как потенциал фазы Ь становится выше потенциала фазы а.
Далее через интервалы времени, равные п/3, происходят коммутации следующих тиристорных пар: гУ,— Ю4, воз — г5,, Ю,— 'го, и КЯ,— Юы Таким образом„ в течение периода питающего напряжения имеются шесть коммутаций через я/3 каждая, причем три из них происходят в катодной группе тиристоров КЮ,, Юз и Ю, (имеющих объединенные катоды) и три — в анодной группе тиристоров Ю„Ю, и Р'Яг (имеющих объединенные аноды).
Следует отметить, что нумерация тиристоров в данной схеме носит не случайный характер, а соответствует порядку их вступления 66 в работу при условии соблюдения фазнровки трансформатора, указанной на рис. 2.17. Поочередная работа различных пар тиристоров в схеме приводит к появлению на сопротивлении Яе выпрямленного напряжения, состоящего из частей линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора (см. рис.
2.18). Видно, что моменты коьгмутации совпадают с моментами прохождения через нуль Линейных напряжений (когда равны два фазных напряжения, например и, и иь). Длительность прохождения тока через каждый тиристор равна 2л/3, остальное время к нему приложено обратное напряжение, состоящее из частей соответствующих линейных напряжений. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения (среднее значение) вычисляется для интервала повторяемости выпрямленного напряжения, равного К/3: г1з где Уг — действующее значение фазного напряжения вторичных обмоток трансформатора.
Соответственно коэффициент схемы (по отношению к фазному напряжению вторичной обмотки) имеет значение /с,„=3 /6/и. 67 / = /2/3/»; /, =(1/й,) %Й.; Ю, =Юз=Ю,=(л/3) ~,.; (2.73) коэффициенты использования элементов схемы /с„=л/3=1,05; /с»=0,577; /с„=1,05. (2.74) Следует отметить, что в трехфазной схеме ток в обмотках трансформатора носит знакопеременный характер и имеет равные значения в положительный и отрицательный полупериоды (см.
рис. 2.18). Это исключает возможность подмагничивания трансформатора, что является одним из существенных достоинств данной схемы. Работа схемы с углом управления а > О. В трехфазной мостовой схеме на тиристоры управляющие импульсы поступают с задержкой на угол а относ;ительно ну11ей линейных напряжений (или моментов пересечения синусоид фаз ных напряжений, рис.
2.1Я)., В результате задержки моментов коммутации тиристоров на угол а среднее значение выпрямленного напряжения, образованного из соответствующих частей линейных иапряжеб8 Выражение (2.68) справедливо для активной и активно- индуктивной нагрузки. Остальные соотношения приведем для схемы с активно-индуктивной нагрузкой при ото=со.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
