ЛЕКЦИЯ 15. Управляемые выпрямители (УВ)

Введение

Регулировать выпрямленное напряжение можно с помощью трансформатора или подмагничиваемого дросселя в цепи переменного напряжения, а также реостатом в цепи выпрямленного напряжения, но это неэкономично.

Более экономично управляемое выпрямление. УВ выполняются на управляемых диодах-тиристорах. Регулирование выпрямленного напряжения сводится к задержке во времени момента открытия тиристора. Этот момент включения определяется углом сдвига фаз между анодным напряжением или током и напряжением, подаваемым на управляющий электрод (У). Его называют углом управления a.

Однофазный УВ со средней точкой трансформатора

Схема и временные диаграммы приведены на рис.15.1.

Рис.15.1. Однофазный УВ с выведенной средней точкой трансформатора

С помощью БУ импульсы тока i_Y смещаются по фазе относительно напряжений U₂₁, U₂₂ на угол управления a. Тиристоры открываются с запаздыванием и пропускают ток (только часть полупериода от a до p). Необходимо, чтобы при , тогда

Изменяя a можно регулировать U_H.ср от 0,9U₂ до 0, где U_H.ср = 0,9 U₂ − среднее значение выпрямленного напряжения в нагрузке при a = 0 (max), при a =180 U_H.ср = 0.

Трехфазный управляемый выпрямитель

Рис.15.2.

При задержке управляющего сигнала по фазе на угол α среднее значение выпрямленного напряжения уменьшится и будет определяться выражением

.

Очевидно, что, изменяя угол управления α, можно изменять среднее значение выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя. При α > 30° в кривой U_Rн t)появятся отрицательные участки, а при α = π U_0вып= 0.

15.4. Основные характеристики УВ приведены на рис.15.3:

1) регулировочная − это зависимость U_н._ср. = f( ) рис.15.3,а.

2) внешние − зависимость Uн.ср.= f(Iн.ср.) рис.15.3,б.

а) б)

Рис.15.3. . Характеристики УВ

15.5. Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель (УВ).

Рис.15.4. Трехфазный УВ. Схема и характеристики:

j_к − характер изменения потенциалов объединенных катодов; j_m − потенциал анодов.

Угол a отсчитывается от точек естественного включения тиристоров (1, 3, 5 для катодной группы; 2, 4, 6 для анодной группы). В многофазных УВ напряжение нагрузки в зависимости от угла a может быть непрерывным или прерывистым. Для рассмотренного УВ U_H становится прерывистым при a 60°. При a = 120° U_H.ср = 0. при ;

при , где при

В мостовой схеме всегда работают два вентеля разных фаз, поэтому ширина управляющих импульсов не должна быть меньше 60°, иначе не будет одновременного включения двух вентелей разных групп. Можно использовать 3 тиристора (например, катодная группа) и 3 диода.