ivanov-ciganov2 (558065), страница 30
Текст из файла (страница 30)
(7.6) Оно и должно выполняться для углов а > 32,5'. Если индуктивность дросселя Ь меньше величины Т.„р, где 7 „г = — (п и, Р (7. 7) или сопротивление нагрузки выпрямителя больше К,„, где К „=вЦ(да, (7.8) то ток в дросселе станет равным нулю раньше, чем откроется тиристор второй фазы. А как только ток станет равным нулю, тирнстор обесточится и выключится. Такой режим не очень выгоден, так как связан с большими переменными составляющими токов тирисгоров и обмоток трансформатора.
Поэтому чаще всего индуктивность дросселя Г. выбирают такой, чтобы при максимально возможном сопротивлении нагрузки удовлетворялось условие непрерывности тока. Однако на холостом ходе выпрямителя и при угле открывания а = 0,5п условие непрерывности нарушается, и выпрямитель дает напряжение большее, чем получается по выражению (7.1). В режиме непрерывного тока дросселя ток фазы приближается по форме к прямоугольному (рис. 7.4, а, б). Его дейсгвукнцее значение без учета пульсаций 1й =- 0~7071в. (7.9) Действующее значение тока первичной обмотки, в которую трансформируются, не перекрываясь во времени, токи двух фаз, получается в )/2 раз больше, чем тока п1м т.
е. 7тр = лйа. (7.(0) По форме ток первичной обмотки в каждый из полупериодов повторяет' гок фазы, равный току ~г (рис. 7.4, в). Первая гармоника этого гока при малых пульсациях сдвинута на угол а по отношению к напряжению на первичной обмотке. Таким образом, при а Ф 0 тиристорный выпрямитель потребляет из сети не только активный, ио и реактивный ток. Это обстоятельство является недостатком такого выпрямителя. Полный перепад пульсаций на выходном конденсаторе С найдем так же, как и при исследовании неуправляемого выпрямителя. Анало- гично (6.19) результат запишется е, в виде г й„=(и.,„— (7,.мУ(2Е,) = [и/(4созаоРЩ|Л(а).
(7.И) Здесь коэффициент Л (рис. 7.5) является функцией угла регулирования а. а! В технической литературе часто приводят выражения для коэффициентов пульсаций от- ог Рис. 7.4 дельных гармоник выходного напряжения. Так, первая гармоника выпрямленногО напряжения ес (частота 2в!) имеет относительную амплитуду: ~ гт-~ 4 ч — ". (7.12) Фильтр ЕС ослабл яег эти пульсации в 4 сэЧ.С раз, что дает коэффициент пульсаций.
на нагрузке Й., гт-~.4ч' 46 'ьд (7.13) Сравнение результатов подсчета коэффициентов пульсаций Й„ н й г по формулам (7.11), (7.13) показывает, что до углов регулирования а = 45' результаты практически совпадают, но при а ~ 45' значение й;, заметно больше, чем й„,, и для а = 75' различаются они почти в два Раза. Это является следствием того, что при больших углах регулиРования заметную роль играют высшие гармоники выходного напря- жвния, так как форма пульсаций на выходе фильтра сильно отличается' от гармонической. Подводя итог, отметим следующие особенности схемы тиристорного регулируемого выпрямителя: 1.
Уменьшение выходного напряжения в тиристорном выпрямителе достигается благодаря уменьшению отбора мощности от сети переменного тока и не связано с гашением значительной ее части в выпрямителе. 2. При регулировке выпрямитель потребляет не только активную, но и реактивную мощность от сети переменного тока. 3. При изменении угла регулирования а от 0 до 0,5п выходное напряжение меняется от максимума до нуля. 4.
Пульсация выпрямленного напряжения заметно возрастает с ростом угла рргулирования. 5. Режим непрерывного тока в дросселе нарушается, если не соблюдается отношение (7.8). э 7.2. Схема выпрямителя с обратным диодом улучшить показатели схемы тиристорного выпрямителя можно, включив в нее обратный (разрядный) диод (рис. 7.6, а, в). С ним может работать даже однофазная схема выпрямления. Роль обратного диода Д, заключается в том, что при достижении угла ы! = и ток дросселя 5, уменьшаясь, создает на нем такую э. д. с., которая равна по величине постоянному напряжению на выходе и приложена «минусоме к катодам тиристора и обратного диода.
При а1- и эта наведенная э. д. с. становится больше, чем напряжение Е,, и обратный диод открывается. Дроссель разряжается через него, а тиристор, будучи обесточенным, закрывается. Таким образом, угол закрывания тиристоров в схеме с обратным диодом всегда равен и. Ток дросселя в двухфазной схеме на интервале а ( ы! ~ и протекает через тиристор и одну из вторичных полуобмоток, а на интервале п ( ы|.с и+ а — через обратный диод (рис. 7.6, г).
В однофазной схеме время разряда дросселя через диод значительно больше и равно л + а (рис. 7.6, б). В схеме с обратным диодом переменные составляющие выпрямленного напряжения и фазовый сдвиг первой гармоники тока первичной обмотки заметно меньше, чем в схеме без обратного диода. Однако регулировочная характеристика выпрямителя с обратным диодом мягче. Для сведения выпрямлешюго напряжения к нулю необходимо угол регулирования сделать равным п„а не 0,5 л, как в схеме без обратного диода. При тех же предположениях, что были сделаны для схемы без обратного диода, постоянная составляющая выпрямленного напряжения в однофазной схеме Е = (Е )(2а)1 (1 + сов и) (7.14) и в двухфазной схеме Е =(Е 7л)(!+сова). (7.1 5) Проведя выкладки„совершенно ан шем параграфе, определим для двухфа ности тока в дросселе. Для а ( 35,5 оно имеет вид: аЕ/Н [а+ з(п и— — О,би (1 — соз а)11(1+ соз и).
'(7.16) Только при выполнении этого а1 условия выпрямленное напряжение определяется формулой (7.15) и тиристоры открываются запускающими импульсами, т. е. при угле а. При Я ) И„р ток дросселя спадает до нуля раньше, чем открывается тиристор следующей фазы, и к моменту Ы = пи + и на катоде тиристоров будет положительное напряжение, равное напряжению на конденсаторе С.
Это напряжение может быть больше, чем Е„ з)па, и тиристор следующей фазы не откроется. Как и в предыдущей схеме е; при А) 7.„р, токи в фазах имеют почти прямоугольную форму, но длительность их иная. Она г) равна и — и (рис. 7.6, д). Поэтому действующее значение тока фазы и тока первичной обмотки меныпе 1! алогичные сделанным в предыдузной схемы условие непрерыв- плод (а) (7.21) п эи2уг'(1+сочи) ' где Л,„(и) — функция, представленная графически на рис.
7.7. 72 — Уо )7 (и — а)/и/ф 2, (7.17) 7 = л7„)Г(п — и)(п. (7.18) д/ Действующее значение тока обратного диода при Е = Е,р 7, = 7, )/от. (7.19) Сдвиг фазы первой гармоники тока, потребляеьюго от сети, в два раза меньше, чем в схеме без обратного диода: ср = а/2. (7.20) Коэффициент пульсации напряжения на нагрузке получается по аналогии с (7.11) Ксеффициент пульсаций напряжения е, по первой гармонике А„„= 0,666 )/1+ 4 (1 — соз а) (7.22) позволяет определить относительное содержание первой гармоники в выходном напряжении: А„йи,„~(т'аЧ,С) = )/1+ 4 (1 — соз и)/(быЧ,С).
(7.23) .1(о углов и — 90' расхождение между А,г и л, не превышает 5% и-лишь при а = 150' приближается к 10;ь. Сравнение показателей схемы с обратным диодом и схемы без обратного диода показывает преимущества первой схемы, подчеркну- тые в начале настоящего параграл га фа.
Чтобы проиллюстрировать эти а преимущества в цифрах, подсчитаем йз показатели двух схем при диапайг зоне регулировки выходного напря- жения, равном трем. Начальный йг угол регулировки ьыа„ выберем в начале крутого участка регулиро~а' ~д' ж ~м' юп гга'ма'а ночной характеристики,чтосоответ- ствует примерно 30 н 20' для схемы Рис. 7.7 с обратным диодом и без обратного диода. Выпрямленное напряжение, в три раза меньшее начального, получится для схемы с обратным диодом при а „„ =- 112' и для схемы без диода при в,„ь1 =- 71,5". Коэффициент пульсаций схемы собратным диодом будет меняться от 0,2/(аЧ.С) при авм до 0,45/(ыЧ,С) при а „, а для схемы без обратного диода от 0,21/(мЧ.С) до 1,06/(аЧ,С).
Угол запаздывания первой гармоники тока, потребляемого из первичной цепи, меняется при регулировке от 15 до 56' для схемы с обратным диодом и от 20.до 71,5" для схемы без диода. Критическая величина индуктивности, определенная для и „„будет для схемы с обратным диодом равной 1,9 В/ы, а для схемы без диода 3Ин. При мейьшем диапазоне регулировки выходного напряжения показатели двух схем сближаются. й 7.3. Мостовые схемы с тиристорвми У мостовой схемы (рис.
7.8, а) выходное напряжение получается точно таким, как у обычной двухфазной схемы„и,, следовательно, определяегся уравнением (7.1). Совпадают для этих схем все остальные показатели, за исключением формы и величины тока во вторичной обмотке трансформатора. Можно построить мостовую схему выпрямителя с меньшим числом управляемых диодов, так как для управления достаточно включить один из двух последовательно соединенных диодов. В схеме рис. 7.8, б катоды управляемых диодов соединены вместе, схема управления двумя тиристорами может иметь один общий выходной зажим.
В схеме Рас. 7.8 рис, 7.8, а катоды тиристоров имеют разные потенциалы, поэтому схема управления должна выдавать два самостоятельных противофазных переключающих импульса, гальванически не связанных между собой, что значнтельгю ее усложняет. Показатели схемы рис. 7.8, б такие же, как и схемы рис. 7.8, в, за исключением меньшего диапазона регулирования, ибо первая схема без С обратного диода не обеспечивает полного сброса тока нагрузки. Отключение открывающих тири- л сторы импульсов приведет в схеме, изображенной на рис. 7.8, б, к запиранию лишь одного из тиристо- А ров. вкругой тир истор и два неуправляемых диода образуют схему однофазного выпрямителя, в котором из-за э. д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
