Регуляторы переменного напряжения

Для регулирования переменного напряжения в нагрузке широкое применение получили тиристорные регуляторы. Простейшая схема такого регулятора приведена на рис. 5.17, а. Два тиристора VS1 и VS2 включены встречно-параллельно в цепь нагрузки . Каждый тиристор работает на своём полупериоде (положительном или отрицательном). Причём открываются они с углом управления (рис. 5.17, б), а закрываются в момент перехода тока нагрузки через нуль. Регулируя угол , можно регулировать напряжение в широких пределах от = до .

Однако такой способ регулирования сильно искажает форму кривой напряжения и изменяет фазу его первой гармоники.

Поэтому в ряде случаев более предпочтительными могут оказаться импульсные регуляторы переменного напряжения, простейшая схема которого представлена на рис. 5.18.

Здесь в цепь нагрузки включена последовательно обмотка высокочастотного трансформатора T, которая периодически замыкается накоротко ключом K1, а первичная обмотка периодически подключается ключом K2 на напряжение питающей сети . Ключи K1 и K2 работают с основной частотой >> , причём работают они в противофазе рис. 5.19.

Пусть на интервале (0… ) ключ K1 разомкнут, а K2 – замкнут. Тогда обмотка трансформатора будет подключена ключом K2 на напряжение питающей сети . Полагая полупериод положительным, обозначим полярность его на рис. 5.18 без скобок. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора будет

(5.8)

где – коэффициент трансформации трансформатора.

Причём полярность ЭДС будет такой, как указано на рис. 5.18 без скобок. По отношению к напряжению она будет встречной и поэтому напряжение на нагрузке будет равно:

(5.9)

На интервале ( … ) ключ K1 замкнут, а K2 – разомкнут. Первичная обмотка трансформатора отключена от питающей сети, а вторичная замкнута накоротко ключом K1. Поэтому на этом интервале

(5.10)

Далее процессы повторяются.

Таким образом, мгновенное значение напряжения на нагрузке будет представлять собой зубчатую кривую (рис. 5.19), а его среднее значение можно регулировать в пределах от = до в зависимости от соотношения времени замкнутого состояния ключей K1 и K2. Учитывая, что частота, на которой работают ключи значительно больше частоты сети , высокочастотные пульсации напряжения нагрузки можно легко убрать при помощи простейших фильтров. Рассмотренный пример позволяет регулировать выходное напряжение только вниз от напряжения сети , т.е. осуществляется вольтоотбавка. Если поменять местами начало и конец какой-либо из обмоток трансформатора или , то получим вольтодобавку и выходное напряжение можно будет регулировать в сторону увеличения по отношению к напряжению питающей сети . Существуют схемы регуляторов, которые обеспечивают регулирование выходного напряжения и вверх и вниз по отношению к .

Контрольные вопросы

1. Что такое тиристор?

2. Какие разновидности тиристоров существуют?

3. Почему коллекторный переход тиристора оказывается смещенным в обратном направлении при переключении тиристора из закрытого состояния в открытое?

4. В чем преимущества тринистора перед динистором?

5. Какими способами можно перевести тиристор из открытого состояния в закрытое?

6. Что такое двухоперационный тиристор?

7. Какова структура и принцип действия симметричных тиристоров?

8. Чем отличается управляемый выпрямитель от неуправляемого?

9. Что такое импульсный регулятор напряжения?

Дата добавления: 2015-06-04