Фазочувствительный выпрямитель

Фазочувствительный выпрямитель ( ФЧВ ) предназначен для преобразования переменного тока в постоянній ( выпрямления ).

Обычные схемы выпрямления имеют две особенности:

1. напряжение на выходе ( выпрямленное ) прямо пропорционально входному ( переменному ) напряжению;

2. полярность напряжения на выходе не зависит от фазы входного напряжения.

Фазочувствительный выпрямитель имеет такие особенности;

1. напряжение на выходе ( выпрямленное ) прямо пропорционально входному ( переменному ) напряжению;

2. полярность напряжения на выходе зависит от фазы входного напряжения.

Иначе говоря, ФЧВ различает ( «чувствует» ) фазу входного напряжения, отсюда

название – «фазочувствительный». При изменении фазы входного напряжения на 180º полярность выходного напряжения изменяется на противоположную.

В упрощенной схеме ФЧВ применяют 2 трансформатора - ТL1 и Т L2 и 2 диода - VD1 и VD2 ( рис. 4 ).

Рис. 5. Упрощенная схема фазочувствительного выпрямителя ( ФЧВ )

Первичная обмотка ТL1 включается в сеть переменного тока, со вторичной обмот-

ки ТL1 снимается в схему ФЧВ стабильное напряжение, которое не меняется ни по величи

не, ни по фазе ( по отношению к напряжению сети ). Поэтому это напряжение часто назы-

вают опорным U .

На первичную обмотку ТL2 подается переменное входное напряжение U , которое может изменяться как по величине, так и по фазе. В данной схеме это напряжение снимается с выхода сельсина-трансформатора СТ ( рис. 1 ).

Суть работы ФЧВ можно объяснить при помощи фазовой характеристики ( рис. 7 ).

Рис. 7. Фазовая характеристика ФЧВ

Как следует из рис. 5, при сдвиге φ = 90º выходное напряжение U = 0.

При уменьшении этого угла от φ = 90º до φ = 0º ( участок «ав» ) выходное напряже

ние увеличивается и достигает максимума при φ = 0º ( точка «а» ).

При увеличении этого угла от φ = 90º до φ = 180º ( участок «вс» ) выходное напря-

жение также увеличивается и достигает максимума при φ = 180º ( точка «с» ). Однако полярность напряжения на участке «вс» обратная по сравнению с полярностью на участке «ав».

Работа схемы управления

Подготовка схемы к работе

Для подготовки схемы к работе последовательно нажимают кнопки SB1, SB2 и SB3 ( рис. 1 ).

При нажатии кнопки SB1 включается линейный контактор КМ1, на схему подаётся напряжение питающей сети.

При нажатии кнопки SB2 включается контактор КМ2, начинает вращаться асин-

хронный двигатель М2 и обмотка якоря генератора G1.

При нажатии кнопки SB3 включается контактор КМ3, начинает вращаться асин-

хронный двигатель М3 и обмотка якоря генератора G2, образующих ЭМУ.

Роторы обоих сельсинов СД и СТ находятся в нулевом положении, поэтому выход

ное напряжение на зажимах U3 – U4 СТ равно нулю.

По этой причине напряжения на зажимах U5 – U5 и U6 – U6 трансформатора TL1

равны нулю, в обмотках управления ОУ1 и ОУ2 ЭМУ протекают одинаковые и противопо

ложно направленные токи. Результирующий магнитный поток ЭМУ равен нулю, напряже

ние на зажимах А5-А6 ЭМУ также равно нулю.

Поэтому ток через независимую обмотку возбуждения F1 – F2 генератора G1 не протекает, напряжение на зажимах якоря А1-А2 равно нулю, исполнительный двигатель М1 неподвижен.

Работа схемы

При повороте штурвала ротор СД поворачивается, и на обмотке U3 – V3 сельсина- трансформатора СТ появляется переменное напряжение определенной величины и поляр

ности. Величина этого напряжения прямо пропорциональна углу поворота штурвала, а фаза зависит от направления поворота штурвала относительно его нулевого положения.

Это напряжение поступает на первичную обмотку U4 – V4 трансформатора TL1,

в результате чего токи в обмотках ОУ1 и ОУ2 ЭМУ начинают изменяться по величине – ток в одной из обмоток увеличивается, в другой – уменьшается.

Разностный магнитный поток этих обмоток возбуждает ЭМУ, на зажимах А5-А6

его якоря появляется напряжение. Через обмотку возбуждения F1-F2 генератора G1 начи-

нает протекать ток, генератор возбуждается, двигатель М1 начинает поворачивать баллер руля.

При повороте руля поворачивается ротор сельсина-трансформатора СТ в направле-

нии согласования его положения с положением ротора сельсина датчика СД. В результате

напряжение на зажимах U3 – V3 СТ уменьшается, поэтому уменьшается разность токов ОУ1 и ОУ2, двигатель М1 постепенно уменьшает скорость поворота руля.

Когда ротор СТ займёт одинаковое положение с ротором СД, кладка пера руля пре-

кратится.

Для возвращения пера руля в диаметральную плоскость штурвал возвращают в исходное положение.

В результате роторы СД и СТ повторно рассогласовываются, на выходе U3 – V3 СТ вновь возникает напряжение U , но противоположной фазы. Полярность напряже

ния на зажимах А5-А6 изменяется на обратную, двигатель реверсирует и возвращает бал

лер руля в исходное положение.

В этот момент напряжение на зажимах U3 – V3 СТ пропадает, руль останавливает-

ся.