Выпрямительные устройства

Схема инвертора

ФИ имеет 2 выхода каждый для своего тиристора, на выходе импульсы небольшой длительности со сдвигом . При запуске инвертора на обмотку II реле защиты РЗ подаётся одиночный импульс (Пуск) и РЗ притянет свой якорь при этом замкнуты фронтовые контакты РЗ в цепи питания инвертора и напряжение U_аб подаётся на тиристоры.

Тиристоры будут закрыты т.к. напряжение переключает их больше чем U_аб когда I_у = 0. Одновременно начинает работать ЗГ и ФИ и образуются импульсы управления.

Предположим, что первый импульс поступает на электрод Т₁, амплитуда импульса такова, что тиристор переходит в открытое состояние, тогда от АБ протекает ток. При этом на выходе импульсы одной полярности. При протекании тока по обмотке W₁ (в сердечнике создаётся магнитный поток), который вызовет напряжение в обмотке W₂.

Рассмотрим, какая полярность напряжения будет на обмотках W₁ и W₂ и какая будет амплитуда.

На крайних зажимах СТ напряжение равно сумме напряжение на обмотку W₁ и W₂ и равно 2U_аб.

Это напряжение прикладывается к конденсатору С и он заряжается до величины 2U_аб.

Обозначим полярности конденсатора 2U_аб.

Затем приходит импульс U_фи2 на управляющие электроды тиристора Т₂, и тиристор Т₂ откроется. Конденсатор С начинает разряжаться, причём ток разряда I_с направлен в прямом направлении через Т₂ и обратном через Т₁, т.к. через Т₁ в прямом направлении ток протекает под действием U_аб, а в обратном под действием 2U_аб, следовательно, Т₁ закроется.

Ток протекает через действующие U_аб, W₂ и Т₂ и выходе образуется импульс противоположной полярности, одновременно изменяется полярность на всех обмотках трансформатора. Конденсатору С прикладывается 2U_аб противоположной полярности, и он перезаряжается. Следующий импульс управления приходит на Т₁ и он откроется. Конденсатор начинает разряжаться, причём ток разряда через Т₁ протекает в прямом направлении, а через Т₂ в обратном и Т₂ закроется.

Напряжение U_вых кроме питательного напряжения подаётся на выпрямительный мост В₁ – В₄ и с выхода с моста выпрямляется напряжение, поданное на обмотку I РЗ, под действием этого напряжения протекает ток, и якорь РЗ будет оставаться всё время притянут пока работает инвертор. Если работа инвертора прекратится, то РЗ якорь свой отпустит, будет разорвана цепь U_аб (снято напряжение с инвертора).

Этим будет предотвращен выход из строя тиристора или трансформатора, т.к. через них протекает установившийся постоянный ток, для которого сопротивление тиристора и трансформатора очень мало.

6.7 Преобразователь частоты (ПЧ) 50/25 Гц

ПЧ 50/25 очень широко применяется в устройствах Ж/Д АТ, для питания рельсовых цепей с частотой 25 Гц.

Принцип действия ПЧ основан на параметрическом эффекте: если в резонансном контуре настроенном на частоту f₀ изменить параметр одного из элементов (L, C) с частотой 2f₀, то в контуре возникнет электромагнитные колебания на частоте f₀.

Индуктивность W1 и ёмкость С представляют контур, настроенный на частоту 25 Гц. В этом контуре изменяется индуктивность с частотой 50 Гц, за счет изменения магнитной проницаемости сердечника . Согласно петле гистерезиса, когда он входит в насыщение происходит уменьшение . Насыщение происходит при протекании тока 50 Гц от сети под действием U_вх по обмоткам W2 и W3.

Сердечник имеет 3 стержня с целью исключения магнитной связи между обмотками W1 и обмотками W2 и W3. W2 и W3 сфазированы так, что созданные ими магнитные потоки будут в центральном стержне вычитаются, а в крайних складываются.

Т.к. W2 = W3 и через них протекает один и тот же ток (последовательное включение), следовательно Ф2 = Ф3, поэтому в центральном стержне потока 50 Гц не будет.

Вентиль (В) пропускает один полупериод и поэтому сердечник насыщается 1 раз за период. Если бы вентиля не было, то менялось бы с частотой 100 Гц.

Нагрузочная характеристика ПЧ имеет вид:

Особенностью нагрузочной характеристики является срыв колебаний, когда ток нагрузки достигает I_max. Характеристика падает в ноль, т.е. I_кз = 0. При устранении перегрузки работа ПЧ восстанавливается.

Зависимость выходного напряжения от величины входного напряжения имеет релейный характер.

ВС – выпрямительная схема.

СФ – сглаживающий фильтр.

СН – стабилизатор напряжения.

Выпрямительные устройства подразделяются по следующим признакам:

1. По типу выпрямительной схемы. Однополупериодные и двухполупериодные схемы выпрямления однофазного, двухфазного, трёхфазного и шестифазного токов.

2. По типу вентилей применяемых в ВС. Вентили – германиевые, кремниевые, селеновые. Наибольшее распространение получили кремниевые, т.к. они обладают высокими рабочими температурами до , большой допустимой плотности тока в прямом направлении, высоким допустимом напряжением, большим сроком службы.

3. По реакции нагрузки. Может быть индуктивная реакция нагрузки, емкостная реакция и работа на противо ЭДС (на АБ), реакция нагрузки проявляется в особенности работы вентилей и сглаживающих фильтров.

4. По возможности изменять величину U_вых. Выпрямительные устройства подразделяются на неуправляемые (НВУ) и управляемые (УВУ). У НВУ между напряжением на входе и выходом жёсткая связь постоянным коэффициентом передачи. А у УВУ напряжение на выходе можно регулировать, изменять при неизменном входом (для этого выпрямительное устройство имеет какое-то управление (рукоятка)).

Дата добавления: 2013-12-12