Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Исходя из графика рис. 7.2, б напряжение а+а а+о Е = — ( е с(со1= — ! Ео,нз!псо1сЫ= — осоза. (7.1) й Здесь принято, что в силу идеальности трансформатора и вентиля напряжение е, совпадает с э. д. с. первой фазы трансформатора еы на интервале а <ол1 <и+ а: (7. 2) ео=е . Падение напряжения на дросселе 1.
равно е„и Е, ц, следовательно, его ток разности напряжений 1 = — ') (е.„— Е) с(ог1+с= — '-' ( — сох со( — ( — ) 2 соха)+с. (73) 7."о„г /ооМ ! гз о ог (, и) !37 (7.6) аяс (7.7) йг с Ог г(с' эе" и. е(с' м й( (7.8) Рис. 7.3 Рис. 7.4 (, = 0,707(, (7.10) (,р — — сс(сп 138 Постоянную интегрирования с найдем из условия баланса дл и остоянных составляющих токов. Среднее значение тока сс па интер.
ля вале и —: ас + а должно быть равно току нагрузки. Подставив най. денное таким образом значение с в (7.3), получим б„, сс = — "' ((Я+ 2а) соз а — Я соз в( — 2 э(п а — 2ы( соз а!+:-и . (7,4) имд сг Задав выпрямленное напряжение в виде (7.2), предположили, что тнристор каждой из фаз открыт до тех пор, пока не вступит в работ следующая фаза. Однако это будет верно лишь в том случае, если ток дросселя к моменту открывания вентиля следусощей фазы положителен и напряжение, получаемое в момент включения с включаю- щейся фазы, болыпе напряжения на конденсаторе.
Последнее условие выполняется прн а ) 32,5' и обеспечивает рост тока дросселя сразу же после включения тиристора. Подставив в (7.4) ыг = — я + сс, запишем это условие: — 1 — ') з(п ц+ — ) О. (7.5) Так как Е, определяется выражением (7.!), условие непрерывности тока в дросселе можно записать иначе: ы~.((7) !йц Опо и должно выполняться для углов а ) 32,5'. Если индуктивность дросселя ( меньше величины (п,р, где (хи= — !яйп, сг или сопротивление нагрузки выпрямителя больше Я „„, где (ааааа = си(.(!я и то ток в дросселе станет равным нулю раньше, чем откроется тиристор второй фазы. Л как только ток станет равным нулю, тнрнстор обесточится и выключится. Такой режим не очень выгоден, так как связан с большими переменными составляющими токов тиристоров и обмоток трансформатора.
Поэтому чаще всего индуктивность дросселя (. выбирасот 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 действуюсцее значение без учета пуль- саций (7. 9) Действующее значение тока первичной обмотки, в которую трансформируются, пе перекрываясь во времени, токи двух фаз, получается в )/2 раз больше, чем тока п(гп т.
е. По форме ток первичной обмотки в камсдый из полупернодов повторяет ток фазы, равный току сс (рис. 7.4, е). Первая гармоника этого тока прп малых пульсациях сдвинута на угол а по отношению к напряжению иа первичной обмотке. Таким образом, при и ~ 0 тирпсторный выпрямитель потребляет из сети не только активный, но и реактивный ток.
Зто обстоятельство является недостатком такого выпрямителя. Полный перепад пульсаций на выходном конденсаторе С найдем так же, как н при исследовании неуправляемого выпрямителя. Лнало- гпчно (6.19) результат запишется еа в виде е йп = (((с шах — ((с пнп)((2Еп) = [п((4 соз сс спЧ.С)) Л(с.). (7.11) Здесь коэффициент Л (рис. 7.5) является функцией угла регулирования сс. ш В технической литературе часто приводят выражения для коэффициентов пульсаций от- дельных гармоник выходного напряжения. Так, первая гармоника выпрямленного напри>кения еи (частота 2сс() имеет относительную амплитуду: =3" + (7.12) Фильтр ( С ослабляет эти пульсации в 4ы ( С раз, что дает коэффициент пульсаций на нагрузке Ап, )г 1+4 1И'сс((быа1С) (7.13) Сравнение результатов подсчета коэффициентов пульсаций и (сп, по формулам (7.11), (7.13) показывает, что до углов регулированиа и — 45' результаты практически совпадают, но при а ) 45' значение йп заметно больпсе, чем (с„,, и для а = 75' различаются они почти в два раза.
Зто является следствием того, что при больших углах регулирования заметную роль играют высшие гармоники выходного напра. 139 3! д с~ к г; г/ Действующее значение тока обратного диода при Е ) /.,р Рис. 7.6 /, = 1, )Га/и. (7.19) Сдвиг фазы первой гармоники тока, потребляемого 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 ( ) я~«» (а) (7.2!) 2«р»ЕС (1+со»а) ' где Л (а) — функция, представленная графически на рис. 7.7.
ад мо 141 жспня, так как форма пульсаций на выходе фильтра сильно отли. чается' от гармонической Подводя итог, отметим следующие особенности схемы тпристорного регулируемого выпрямителя; 1. Уменьшение выходного напра'кения в тиристорном выпрямителе достигается благодаря уменьшению отбора лющностп от сети переменного тока и не связано с гашением значительной ее части в выпрямителе. 2. При регулировке выпрямитель потребляет пс только активную, но и реактивную мощность от сети перемешюго тока. 3. Прп изменении угла регулирования а от 0 до 0,5а выходное напрямсение меняется от максимума до пуля.
4. Пульсация выпрямленного напряжения заметно возрастает с ростом угла регулирования. 5. Режим непрерывного тока в дросселе нарушается, если не соблюдается отношение (7.8). в 7.2. Схема выпрямителя с обратным диодом Улучшить показатели схемы тирпсторного выпрямителя можно, включив в нее обратный (разрядный) диод (рпс. 7.6, а, в). С ним может работать даже однофазная схема выпрямлепия. Роль обратного диода Д, заключается в том, что при достижении угла ы/ = и ток дросселя Е, уменьшаясь, создает на нем такую э.
д. с., которая равна по величине постоянному напряжению на выходе и приложена «минусом» к катодам тнристора и обратного диода. При ы/) 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 ( ср/ - и протекает через тиристор и одну нз вторичных полуобмоток, а на интервале и ( ср/ ( и + а — через обратный диод (рис.
7.6, г). В однофазной схеме время разряда дросселя через диод значительно больше и равно и + 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 выпрялсителя с обратным диодом мягче.
Для сведения выпрямленного напряжения к нулю необходимо угол регулирования сделать равным к, а не 0,5 и, как в схеме без обратного диода. При тех же предположениях, что были сделаны для схемы без обратного диода, постоянная составляющая выпрямленного напряжения в однофазной схелсе Е„= [Е„,/(2п)! (1 + соз а) (7. 14) и в двухфазной схеме Е,. = (Е„,/и) (1 + сов а). (7.15) Проведя выкладки, совершенно шем параграфе, определим для дв ности тока в дросселе. Для и ( 35,5' оно имеет вид: срГ,/сс') [а+ з(п а— — 0,5л (1 — соз а) !/(1+ соз а). (7.16) Только прп выполнении этого условия выпрямленное напряжение определяется формулой (7.15) и тиристоры открываются запускающими импульсами, т. е. при угле а. При /с ) й«р ток дросселя спадает до нуля раньше, чем открывается тиристор следующей фазы, и к моменту р»/ = пп + а на катоде тиристоров будет положительное напряжение, равное напряжению па конденсаторе С.
Это напряжение может быть больше, чем Е з(па, и тиристор следующей фазы не откроется. Как и в предыдущей схеме при Е) Е,р, токи в фазах имеют почти прямоугольную форму, но длительность их иная. Она равна и — а (рис. 7.6, д). Поэтому действующее значение тока фазы и тока первичной обмотки меньше /,=/рф'(и — а)/и/~ 2, (7,17) /, = »1/р 3,' (и — а)/и. (7.18) аналогичные сделанным в предыдуухфазной схемы условие непрерыв- л/ и/ Г48 ых Коэффициент пульсаций напряжения е, по первой гармонике й„„, = — 0,666)/! + 4 (1 — соз а) ' 7.
22) позволяет определить относительное содержание первой гармоники в выходном напряжении: lг»/ 72„„,1(т»ы»ЕС) = 1/'1+ 4 (! — соз а)>'(6/»»ЕС). (7.23) До углов а 90' расхождение между й„, н 72, не превышает 5",' и лишь при а = !50 приближается к !О»/». Сравнение показателей схемы с обратным диодом и схемы без обратного диода показывает преимущества первой схемы, подчеркну.
тые в начале настоящего парагра- ы фа. Чтобы проиллюстрировать этн »2 преимущества в цифрах, подсчитаем п,з показатели двух схем при диапаП2 зоне регулировки выходного напряжения, равном трем. Начальный угол регулировки а„,/„ выберем в начале крутого участка регулиропп' »и' пп' пп /пп'/гп мп'а вочной характеристики, чтосоответ- ствует примерно 30 и 20' для схемь/ Рис. 7.7 с обратным диодом и без обратного диода. Выпрямленное напряжение, в три раза меныпее начального, получится для схемы с обратным диодом при а,„= 112 н для схемы без диода при а /„= 71,5". Коэф/рпциент пульсаций схемы с обратным диодом будет меняться от 0,27'(ы»ЕС) при а ы до 0,45//(а>»ЕС) при а „, а для схемы без обратного диода от 0,21/(п>»ЕС) до 1,06//(п>»ЕС).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
