Тема 3. Принципы и функции менеджмента

Мостовая управляемая схема выпрямления

Двухполупериодная управляемая схема выпрямления

Однополупериодная управляемая схема выпрямления

Регулирование выпрямленного напряжения тиристором осуществляется изменение угла открытия его от (его называют также “углом отпирания” и “углом управления”), он аналогичен углу зажигания в тиратроне. Управление тиристором может быть амплитудным, фазовым и импульсно-фазовым. Ниже рассматриваются схемы, соответствующие фазовому способу регулирования.

В однополупериодной однофазной управляемой схеме выпрямления силовой трансформатор схемы имеет две вторичные обмотки: основную w2, которая служит для питания схемы выпрямителя, и управляющую обмотку wу, благодаря которой создается напряжение управления Uу подаваемое на управляющий электрод тиристора. Угол сдвига по фазе между анодным напряжением U2 и управляющим напряжением Uу или угол открытия определяется фазорегулятором схемы R1L, где L - дроссель насыщения. Изменяя индуктивность дросселя подмагничивающим током, можно регулировать угол открытия. Отпирание тиристора происходит в тот момент, когда управляющее напряжение U, становится положительным, запирание тиристора происходит при появлении отрицательного потенциала в аноде тиристора (отрицательный полупериод напряжения (Л). Резистор R2 ограничивает значение тока управления.

Схема упраляемого одполупериодного выпрямителя и его график представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Однополупериодная однофазная схема выпрямления на тиристоре

В схеме двухполупериодного управляемого выпрямителя тиристоры управляются прямоугольными импульсами, которые вырабатываются с помощью вспомогательных диодов VD1 и VD2, подключенных, как и основные вентили - тиристоры VS1 и VS2, к вторичной обмотке силового трансформатора. Таким образом, в данной схеме существуют две функциональные схемы: схема двухполупериодного выпрямителя на тиристорах VS1 и VS2, аналогичная известной однотипной схеме, и схема управления углом открытия тиристоров, с помощью которой осуществляется фазовое регулирование выпрямленного напряжения; эта схема выполняется на диодах VD1 и VD2, однопереходном транзисторе VT3, на резисторах и конденсаторе схемы.
Работа схемы управления углом открытия может быть пояснена следующим образом. При подключении сетевого напряжения U1 на. выходе диодов VD1 и VD2 появится выпрямленное напряжение u_ab, форма которого является огибающей положительных полусинусоид напряжения u₂. С помощью стабилитрона VD3 и балластного резистора R1 это напряжение преобразуется в импульсы прямоугольной формы положительной полярности U_ст. Эти импульсы поступают через резистор R4 на базу Б2, а также через переменный резистор R6 на эмиттер однопереходного транзистора VT3, на котором собран релаксационный генератор схемы. Поступающие на эмиттер импульсы заряжают при этом конденсатор С до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет значения, равного U_эmax, причем крутизна экспоненты напряжения Uc при заряде и время заряда конденсатора С зависят от постоянной времени т_з=R6 С. Когда напряжение на конденсаторе ис достигнет значения U_эmax транзистор отпирается и конденсатор С быстро разряжается через транзистор и резистор R5, поскольку R5<=R6.

При разряде конденсатора напряжение на нем уменьшается до u_c=U_min, при котором транзистор запирается; конденсатор С после появления следующего прямоугольного импульса снова начинает заряжаться и т.д. В цепи базы Б1 транзистора на резисторе R5 создаются положительные импульсы малой длительности, которые являются управляющими для тиристоров; резисторы R2, R3 позволяют подобрать необходимый ток управления.

Рисунок 2 - Двухполупериодная схема выпрямления на тиристорах

В управляемом выпрямителе, собранном по мостовой схеме, вторичная обмотка трансформатора управления Tу выполняется с выводом точки 3, от которой управляющее напряжение подается на тиристор VS1. На тиристор VS2, управляющее напряжение подается с фазорегулятора RP, С (с точки 4). Фазовое регулирование, т.е. изменение угла открытия, осуществляется в схеме переменным резистором RP. Диоды VD3 и VD4 замыкают цепи управления тиристоров. При положительном полупериоде напряжения Uу ток управления идет по цепи: точки 3, резистор R1, тиристор VS1, диод VD4, резистор RP, точка 1. При отрицательном полупериоде напряжения U, ток управления идет по цепи: точка 1, резистор RP, резистор R2 тиристор VS2, диод VD3, точка 3. Выпрямленный ток протекает в один полупериод напряжения U2 через VS1 и VD1, а во второй полупериод напряжения U2.— через VS2 и VD2 причем диоды VD1, VD2 работают, как в известной мостовой однофазной схеме выпрямления. Диод VD5, включенный в обратном направлении, устанавливается на входе фильтра, поскольку при запирании тиристора он замыкает цепь нагрузки в целях реализации ЭДС самоиндукции дросселя, в результате чего уменьшаются пульсации выпрямленного напряжения и повышается cosj. В маломощных регулируемых выпрямителях VD5 (нулевой диод) можно не применять.

Для одной двухполупериодной схемы выпрямления, угол открытия изменяется в пределах от 20—30 до 150—160°. Такой разброс в пределах регулирования объясняется тем, что при синусоидальной форме напряжения сети у тиристоров имеет место большой разброс по времени открытия их. Для уменьшения указанного разброса и расширения пределов регулирования необходимо подавать на управляющий электрод тиристора импульсы с крутым фронтом. Для этой цели применяют быстродействующие магнитные усилители или генераторы импульсов на транзисторах.

Мостовая схема представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Мостовая однофазная схема выпрямления на тиристорах

Дата добавления: 2014-01-15