Лекция (855794), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Из временных диаграмм рис.7.2,бследует, что среднее значение напряжения на выходе выпрямителя равно:63613 62 3Е 2 cos d Е 2  2,34 Е 2 .2 6 6Ud ae2ae2be2cD1D3D520D6D42 E2D2D1D6D42 E2coseac еdc eba eca еcb еab34eacUdб0012 =2/6idвId0iaг0i1дIa0T=2Id / KTi2=2/6uaке0Uaк.maxРис. 7.2При шестикратной пульсации выходного напряжения q =2/35=5,7%,даже при небольшой индуктивности в цепи нагрузки, ток в нагрузке грузкеполучается хорошо сглаженным (cм.рис.7.2,в). При этом ток вентиляпротекает 1/3 долю периода питающего напряжения с амплитудой равной64Id.

Тогда среднее значение тока вентиля определяется соотношением:IIa  d .3К закрытому вентилю всегда будет прикладываться линейноенапряжение. Например, когда ток проводит вентиль D1, то к катодузакрытого вентиля D3 будет прикладываться более положительныйпотенциал фазы "а " через открытый диод D1, т.е.

линейное напряжениеUab (рис.7.2,е). ТогдаU ак. max  2 3Е 2  1,045U d .К каждой фазе вторичной обмотки трансформатора подсоединено двавентиля, определяющие разностороннее прохождение тока черезвтовичную, а значит и первичную обмотки трансформатора (см. рис.7.2,д).Отсутствие постоянной составляющей тока во вторичной обмоткетрансформатора определяет отсутствие постоянного потокаподмагничивания в магнитопроводе.Используя временные диаграммы токов i2 и i1, находим действующеезначение этих токов ( см. рис. 7.2,д):I2 .2312;2  I d2 d  I d2 0311 2I2 Id .KTKT 3Расчетная мощность трансформатора расчитывается по формулеUU1223K T dId 3 d Id3U I  3E 2 I 22,34 K T32,343PT  1 1 1,045Pd .22В табл. 7.1 приведены основные расчетные соотношения для трхфазноймостовой схемы Ларионова.I1 Таблица 7.1Трехфазная мостовая схема ЛарионоваUd=2,34E2;E2=0.43Ud;Ia=Id/3;Ia max= Id;Ua.max=1,045 Ud;I2=.Id 2 / 3 ;I1= I d 2 / 3 / K ТР ;Pт=1,045 Pd;Cравнивая рассматриваемую схему с трехфазной схемой с нулевымвыводом очевидны следующие преимущества:65Лучшее использование трансформатора, так как его типовая мощностьменьше.Отсутствие потока вынужденного подмагничивания.Принципиальная возможность работы схемы без трансформатора.Все это определяет использование схемы в установках средней ибольшой мощности.66Лекция 8.

Управляемые выпрямителиВ большинстве практических случаев возникает необходимость нетолько выпрямлять переменное напряжение, но и регулировать илистабилизировать выпрямленное напряжение. Выпрямленное напряжениеможно регулировать несколькими способами:Регулирование на стороне постоянного тока:а) с помощью потенциометров. Но при этом неизбежна потерямощности и, следовательно, снижение КПД выпрямителя (этот способможно использовать только в маломощных устройствах);б) с помощью специальных электронных преобразователейпостоянного напряжения. Регулирование на стороне переменного напряжения:а) переключение отпаек сетевого трансформатора или использованиеавтотрансформатора.

В этом случае необходима специальная контактнаяаппаратура, позволяющая осуществлять переключение электрической цепипод нагрузкой. В этом случае снижается надежность и быстродействиепреобразователя;б) использование магнитных усилителей (дросселей насыщения,подмагничиваемых постоянным током). Однако этот способ требуетиспользования дополнительной силовой аппаратуры;в) использование тиристорных преобразователей переменногонапряжения;г) использование в выпрямителях управляемых вентилей. Подаваяимпульсы управления с некоторой задержкой относительно моментовестественного отпирания, определяемым углом управления  можнорегулировать величину выпрямленного напряжения.Под моментами естественного отпирания вентилей понимаютсямоменты перехода тока с одного вентиля на другой в случаеиспользования неуправляемых диодов.В настоящее время наибольшее распространение получилиуправляемые выпрямители с фазовым методом регулирования выходногонапряжения.Любая из выше рассмотренных схем выпрямителей может работать врежиме управляемого выпрямителя, если заменить диоды на тиристоры,момент включения которых обеспечивается специальной системойуправления.8.1.

Управляемый выпрямитель по схеме с нулевым выводом вторичнойобмотки трансформатораРассмотрим работу схемы для случая использования идеальныхвентилей (без потерь) и идеального трансформатора ( у которого активное67сопротивление обмоток r и индуктивности намагничивания L и рассеянияLs равны нулю, а индуктивность намагничивания L= ). Принципиальнаясхема показана на рис. 8.1.C B Ai2= iai1АUaкСе2aХТ1ЕМе2bТ2Ае2cTicТ3iн=idUdLфRнРис.

8.1УПРА-/m+/mВЛUd0а  mкрUdб-/m+/2Udв0Рис. 8.2  mРабота выпрямителя на чисто активную нагрузку (Ld = 0)В качестве вентилей используются однооперационные тиристоры.Система управления формирует и обеспечивает подачу импульсовуправления на силовые тиристоры с задержкой на угол  относительномоментов естественного отпирания.68В этом случае форма кривой тока, протекающего в нагрузке, будет повторятьформу напряжения. При малых углах управления  мгновенное значениетока нагрузки не достигает нулевого значения и ток нагрузки течетнепрерывно, без пауз (рис. 8.2,а).При некотором критическом значении угла управления кр, когданапряжение на нагрузке снижается до такой величины, что к концу периодапульсации мгновенное значение напряжения и тока нагрузки достигаютнуля, но не образуется пауз. Такой режим называется гранично-непрерывным(рис.8.2,б).

В общем случае для m-фазного выпрямителя: Критический уголπ πуправления определяется из соотношения: α кр   ,2 mгде m-число фаз выпрямления.Значения критического угла управления для различных схемвыпрямления приведены ниже:mкр2033066090Если же угол управления   кр , то в кривой выходного напряженияи тока появляются паузы (рис.8.2,в). Такой режим называется режимомпрерывистого тока.Для режима непрерывного тока, т.е. при   кр используявременную диаграмму рис.8.2,а находим:U d m2E 212 E 2 cos d 2 2 mmm sin()sin() mm 2E 2 2E 2sin cos , sin  cos  cos  sin  sin  cos  cos  sin  2 2mmmmmmmилиUd= Ud0 cos,2E 2среднее значение выпрямленного напряженияsinmmm-фазного выпрямителя при  = 0, т.е.

значение выходного напряжениянеуправляемого выпрямителя (при m = 2 Ud0 = 0,9E2, при m = 3 Ud0 = 1,17E2,при m = 6 Ud0 = 2,34 E2 и т.д.). Для анализируемой схемы m=3.где U d 0 69Итак, регулировочная характеристика в режиме непрерывного тока внагрузке для любой схемы управляемого выпрямителя определяетсявыражением: Ud= Ud0 cos.Для режима прерывистого тока, т.е. при   кр используя временнуюдиаграмму рис. 8.2,в находим:π22 E2 1ππ 2 E2 cosd sin( )  sin( α  ) 2π π2π 2m  m mmππ1  sin( α  )1  sin( α  )2 E2πm Um .sind0πππm2 sin2 sinmmmU d Полученное соотношение описывает регулировочную характеристикувыпрямителя в режиме прерывистого тока.Регулировочные характеристики выпрямителей для случая активнойнагрузки при различном числе фаз выпрямления m показаны на рис.8.3.Ud* = Ud/ Ud01m=2m=3m=60,5m=0/6/3/22/35/6Рис.

8.3На графике хорошо видно, что при росте числа фаз выпрямления крвозрастает т.е. увеличивается диапазон изменения угла , когда токнагрузки остается непрерывным, а регулировочная характеристикаопределяется косинусоидальным законом управления.Работа выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку (Ld0)В этом случае возможен как режим непрерывного тока, так и режимпрерывистого тока.70Осциллограммы напряжения и тока нагрузки в режиме непрерывноготока приведены на рис 8.4,а,б. При наличии индуктивности в цепинагрузки, вентиль, проводящий ток, не может выключиться до тех пор,пока ток не подхватит вентиль другой фазы (даже если потенциал анодапроводящего вентиля станет отрицательным). Индуктивность нагрузкибудет поддерживать положительную разность потенциалов между анодоми катодом проводящего ток вентиля до тех пор, пока ток не подхватитвентиль другой фазы.

В этом случае длительность проводящего состояниявентилей   m и, как было получено выше для режима непрерывноготока, регулировочная характеристика имеет косинусоидальный характер.Для полного диапазона регулирования выходного напряжения от нуля доUd0 угол  необходимо изменять от нуля до  = 2.а-/m +/mUd00Idmб0в-/mUd00idг0Рис. 8.4Однако с увеличением угла регулирования среднее значениенапряжения, а значит и тока нагрузки уменьшается Энергии, накопленнойв индуктивности нагрузки становится не достаточно чтобы дотянуть токнагрузки до момента включения следующего диода (рис.

8.4,г). Такой жеэффект наблюдается и при увеличении сопротивления нагрузки, если уголуправления   кр. Наступает режим прерывистого тока. В кривойвыходного напряжения образуются паузы (рис. 8.4,в).71На временной диаграмме хорошо видно, что отрицательные площадкикривой выходного напряжения уменьшаются, и это приводит к ростусреднего значения выходного напряжения по отношению к случаю режиманепрерывного тока для того же угла управления. Поэтому в реальныхслучаях даже при больших индуктивностях в цепи нагрузки при углахуправления близких к 90 наступает режим прерывистого тока ирегулировочная характеристика отклоняется от синусоидального закона(см. рис.8.3).

Характеристики

Список файлов лекций