Электротехника Касаткин (967630), страница 44
Текст из файла (страница 44)
При отсутствии естественной инцуктивности пепл нагрузки аналогичный режим работы выпрямителя будет при включении последовательно в цепь нагрузки сглаживающего фильтра в виде катушки с индуктивностью А Ф Регулировочная характеристика выпрямителя по схеме на рис. 10.44 определяется зависимостью г/ я та (2 = — ) а! 122 г =-' и я и ю (10.!4) а выпрямителя по схеме на рис. !0.46 при Ь - ' — зависимостью и 12 Я+а 2 0~ = — 1 з)пь222)ь22 = () — соса ю я и я (1().15) и приведена на рис. 10,48, а. Регулнровочные характеристики при 1.„= = 0 и 1. -+ ограничивают область расположения регулировочных и характеристик для промежуточных значений ~ > Аи ) О.
На рис. 10.48, б приведены внешние характеристики управлнемого оцнофазного цвухполупериодиого выпрямителя Ц(1е) прн различных значениях угла управления а = сола! с учетом падения напряжения на реальном тиристоре. тба Через 1/2 периода после включения тиристора Ю, и выключения тиристора УЯ2 под действием импульса управления и „(рис.
10.47, б) откроется тиристор УЯ2. Напряжение между анодом и катодом тири. стора Уб2 станет отрицательным (иу, = и, '-и, ( 0) (рис. 10.47,а) и он запирается. Далее процесс перс2глючения тирнсторов периодически повторяется, так что токи в пих /, и 12 представляют собой последовательность прямоугольных импульсов с амплнтуцой 1е = (1е1ги н длительностью Т/2 (рис, !0.47, п), ток нагрузки постоянный (2л = = 1е = 22 + 12) (рис. 10,47, г), а ток в первичной обмотке трансформаю2 тора / = — (1, — 22) получается в виде последовательности имнуль- И' 2 П бП' ПП' ПП (гП'тбП аП и П а) Рва!Ола га б) ги У~ = — мсоаа> Е, я (10Л б) 269 г— Заметим, что вследствие ицпуктивности рассеяния обмоток реального трансформатора и пнерци нностн про. цессов включения и выключения тиристоров последние переключаются не мгновенно.
Многофазные управляемые выпря. мигели имеют, как правило, большую мощность (сотни киловатт н больше) и применяются в злектроприводе с машинами постоянного тока, в линиях электропередачи постоянного тока, для работы злектролитичеикнх ванн и т, д. Однофазные управляемые выпрямители имеют малую и средин>ю мощность (от единиц до десятков киловатт) и применяются в сварочных устройствах, злектровибраторах, для зарядки аккумуляторов. В последнем случае аккумулятор включается в цепь нагрузки последовательно со сглаживающим фильтром (рис, 10.49, где Е и г — постоянные ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора), Еслн полонить, что индуктивность сглаживающего фильтра 4, — °, то процессы ф в выпрямителе совпадают с представленными на рис. 10.47.
Изменяя среднее значение выпрямленного напряжения по регулнровочной характеристике (10.15) можно управлять током зарядки аккумулятора К„= (и, — Е)(гак (1007) 10,11, ИННЕРТОРЫ Инвертированием называется процесс„обратный выпрямлению, т, е, преобразование постоянного тока в переменный, а инверторами устройства, реализующие этот процесс.
Различавн инверторы, ведомые сетью, и автономные ннверторы. Первые служат для передачи энергии в сеть с переменным током заданной частоты, которая и определяет необходимую частоту преобразования. Вторые служат для питания автономных приемников, а частота преобразования задается системой управления инвертаром. А, Инверторы, ведомые остыв. У однофазного выпрямителя с нулевь1м вьводом трансформатора дпя зарядки аккумулятора (рис, 10,49) угол управления 0 < а < 90' (см. рис. 10.47), постоянные ЭЛС Е и ток 1„= Уе аккумулятора направлены встречно, что соответствует передаче энергии из сети переменного тока в цепь постоянного тока.
Если увеличить угол управления 90' < а < 180' и изменить направление постоянной ЗДС Е аккумулятора на противоположное, то последний может не потреблять энергию и отдавать ее в сеть переменного тока, т. е. процесс выпрямленна сменится на инвертирование, Рассмотрим условия возникновения установившегося процесса инвертирования подробнее, сохранив в цепи инвертора (рис, 10.50) обо. значения и направления токов и напряжений, принятые дпя одноименного выпрямителя (см.
рнс. 10.49) . В установивпюмся режиме ток в ветви с аккумулятором постоянньй ((в = 7е), так как предполагается, что у сглаживающего фильтра индуктивность Е - ь . Заметим, что если в выпрямителе сглаживаю- Ф щий фильтр может и отсутствовать (см. Рис. 10.44), то в ннверторе он определяет принцип его работы. Процесс переключения тнристоров в инверторе анаяогичен их переключению в вмпрямителе на рнс.
10.47. Примем, что к моменту времени г = 0 (рис. 10.51, а) тиристор ГЯз был открыл, а тнристо1Р Ф'Я, закрыт. Последующие переключения тиристоров задаются двумя последовательностями импульсов управления и, и и с периодом тпг гпз повторения Т = 2я(щ, сдвинутыми относительно друг друга на половину периода Т12 (рис. 1051, б), Первьй после момента времени г = 0 импульс управления и открывает тиристор РЕ„ и напряжение Гп! между его анодом и катодом станет равно нулю ик = О.
Если при этом угол управления а < 180', то напряжение между анодом и катодом ранее проводившего тиристо- 220 аьат а) ауы ать 5) Рис. 10,50 а,1 ра, как следует из второго закона Кирхгофа, составленного для контура 1 цепи, будет иметь отрицательное значение (и,я2 = иг — и, < О), что приведет к его запиранию. Одновременно положительное напряжение иг + Е > О, действуюшее в контуре 2 цепи, определяет ток в открытом тиристоре 1'о'г и аккумуляторе = 1е. н При значении угла управления а > г) 1ь аь а) о 211 > 180' напряжение между анодом Ряс.
10.51 и катодом ранее проводившего тиристора Р'бг будет иметь положительное значение (и 2 = иг — и, > О) и его запирания не произойдет. Рнг Это явление называется срывом инвертирования нли опрокидыванием инвергора, Запнрание ранее проводившего тирнстора под действием обратного напряжения, равного напряжению сети переменного тока, трансформированному на вторичной обмотке трансформатора, определяет название ннвертора — ведомый сетью. Через половину периода после включения тирнстора Юг и выключения тиристора у'ог под действием импульса управления и откроуаг ется тиристор у'Яг.
Одновременно напряжение между анодом н катодом тиристора Ю, станет отрицательным 1и 1 =и, -иг < О) и он запира- (10.19) УУо=г Уо — Е от Из (10.19) видно, что ток аккумулятора (10.20) Уо = (Е У~)У~ имеет положительное значение, если выполняется условие Е + УУ > 0 о или с учетом соотношения (10.15) 2 Е > УУо = УУ вЂ” сова. м я (10.21) Условие (1021) и ограничение (10.!8) определяют значение угла управления в режиме инвертирования 90 < а< 180', (10.22) При этом напряжение (У < 0 и развиваемая аккумулятором мощность Р = ЕУо имеет положительное значение, а мощность цепи первичной обмотки трансформатора, для вычисления которой надо определить первую гармонику тока 1<,) (показана на рис, 1051, г штриховой линнея), Р = УУУ сов а — отрицательное значение" ,т.
е. ()) сеть переменного тока является приемником, а аккумулятор — ис. точняком энергии. Если значение угла управления 0 < а < 90', (10.23) то напряжение УУ > О, В этом случае как мощность, развиваемая ак. кумулятором, так н мощность первичной цепи трансформатора имеет положительнью значения. Энергия, поступающая из сети переменного тока и аккумулятора, преобразуется в тепловую энергию, которая рассеивается во внутреннем сопротивлении г последнего.
ат 272 ется, Далее процесс переключения тиристоров периодически повторяется так, что токи в них представляют собой две последовательности прямоугольных импульсов длительностью т)2 и амплитудой Уо, сдви. нутые относительно друг друга на 1/2 периода (рис, 10.51, и) . При этом ток в цепи аккумулятора 1 = 1, + !з = Уо постоянный (рис. 10.51, г), н а в первичной обмотке трансформатора 1 = )ез/и )(ю', — )э) состоит из последовательности импульсов разного знака (рис.
10.51, г). Напряжение на ветви с последовательным соединением аккумулятора и сглаживанацего фильтра равно напряжению на вторичной обмотке трансформатора и„= и, в интервалах времени, когда тиристор )гя, открыт, а тиристор ГЮ, закрыт, и и = ит в интервалах времени, когда тири- Н стор 1'Юэ открыт, а тнристор ГЕ, закрыт (рис. 1051, д). Переменная составляющая определяет напряжение на сглаживающем фильтре, а его постоянная составляяяцая — напряжение па аккумуляторе Работу инвертора часто определяют не значением угла управления а (10,22), а значением угла опережения 0 < б = 180' — а < 90'.
(10.24) Практически угол опережения не может быть меньше некоторого минимального значения б,, необходимого для восстановления не. м1И ' проводящих свойств тиристора. Для заданного значения угла опере. жения на основании (10.19) и (10.21) можно найти зависимость необходимого значения ЭДС Е от тока нагрузки 1в и угла опережения б; 2Г7 Е = — "' соаб + т 1в. я вт (10.25) Из соответствуюпюго уравнению (1025) семейства характеристик (рис. 10,52) видно, что, изменяя угол опережения б, можно изменять ток нагрузки 1в, а следовательно, н мощность Р = Е!е при Е = сопа1. Инверторы часто применаотся в электроприводе.;для питания от сети переменного тока машин постоянного тока, Последние могут ра.
ботать в режиме двигателя или генератора, т. е. потреблять или отдавать энергию. При соответствующем изменении угла управления а н пере- ключении цепей машины одно и то же устройство преобразования мо- жет служить как выпрямителем дпя питания двигателя (см. Рис. 10.49), так и инвертором для использования энергии генератора (см. рис. 10.50) „ Мопщость инверторов, ведомых сетью, достигает 100 кВт и более. Б, Автономные ниверторы. Различают автономные инверторы тока и напряжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
