Управляемые однофазные выпрямители
Описание принципа работы однотактного и мостового однофазного (трехфазного) управляемого выпрямителя малой мощности с нулевым выводом трансформатора (по Миткевичу). Расчет угла управления при пульсации выпрямленного напряжения при максимальном значении.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.10.2014 |
| Размер файла | 26,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Управляемые однофазные выпрямители малой мощности
1.1 Однотактный однофазный управляемый выпрямитель малой мощности
Принцип работы отличается от такой же схемы неуправляемого выпрямителя только тем, что открытие вентиля зависти от времени подачи на управляющий электрод тиристора управляющего импульса. Разумеется, что тиристор выбран таким, что без управляемого сигнала не сможет открыться даже при амплитудном напряжении U2m. Так показан случай, когда тиристор открывает с запаздыванием на угол . Получим основные соотношения и свойства управляемого выпрямителя.
Среднее выпрямленное напряжение находим как для неуправляемого выпрямителя малой мощности, учитывая иные пределы интегрирования.
Зависимость вида
называют регулировочной характеристикой выпрямителя.
Анализ уравнений (8.1) и (8.2) показывает, что при напряжение на выходе выпрямителя равно . При напряжение становится равным нулю . Тоже относится и к регулированию тока нагрузки.
В момент открытия к вентилю приложено прямое напряжение величиной
Это является тоже особенность управляемого выпрямителя.
Вывод 1. Угол управления можно менять в пределах от нуля до ?.
Вывод 2. Напряжение (ток) нагрузки в управляемом выпрямителе можно регулировать в пределах от максимального значения до нуля.
Вывод 3. Регулировочная характеристика выпрямителя имеет косинусоидальный характер.
Вывод 4. При ? ? ? напряжение и ток нагрузки достигают величины такой же, как и у неуправляемого выпрямителя.
Вывод 5. Ток в нагрузке всегда прерывистый и несинусоидальный.
Вентиль выбирается точно так же, как для неуправляемого вентиля, так как обратное и напряжение для него равно Um, а ток вентиля следует выбирать по максимальному току нагрузки. Отличие лишь в том, что вентиль не должен открываться при напряжении, которое приложено в вентили в момент подача управляющего импульса. Оно рассчитывается по формуле (8.3).
1.2 Мостовой однофазный управляемый выпрямитель малой мощности
Принцип ее работы полностью повторяет принцип работы неуправляемого выпрямителя этой же конфигурации. Особенность работы только в том, что система управления вентилями позволяет менять время включения тиристоров или транзисторов, используемых в качестве управляемых вентилей На приведены эпюры напряжений управляемого выпрямителя. Каждый вентиль включается с запаздыванием по фазе на угол . Рассмотрим для этого выпрямителя основные соотношения.
Среднее выпрямленное напряжение находим как для неуправляемого выпрямителя малой мощности, учитывая иные пределы интегрирования.
Из формулы (8.4) видим, что разница с однополупериодным выпрямителем только в том, что у него в режиме холостого хода напряжение при в два раза больше.
Регулировочная характеристика такая же, как у однополупериодного выпрямителя:
Пределы регулирования током и напряжение тоже одинаковы. При изменение угла управления от 0 до , напряжение (ток) изменяется от максимального значения до нуля.
В момент открытия к вентилю приложено прямое напряжение величиной
Вывод 6. Угол управления можно менять в пределах от нуля до ?.
Вывод 7. Напряжение (ток) нагрузки в управляемом выпрямителе можно регулировать в пределах от максимального значения до нуля.
Вывод 8. Регулировочная характеристика выпрямителя имеет косинусоидальный характер.
Вывод 9. При ? ? ? напряжение и ток нагрузки достигают величины такой же, как и у неуправляемого выпрямителя.
Вывод 10. Ток в нагрузке всегда прерывистый и несинусоидальный.
Вентиль выбирается точно так же, как для неуправляемого выпрямителя, но учитывается прямой скачек напряжения на открывающемся вентиле.
2. Трехфазный управляемый выпрямитель малой мощности с нулевым выводом трансформатора
Напомним, что в схеме Миткевича может отрыться тот тиристор, на аноде которого положительное наибольшее напряжение. Для управляемого выпрямителя это условие остается в силе. Без управляющих импульсов ни один тиристор открыться не может. Систему управления настраивают так, чтобы она вела отсчет фазы управляющих импульсов от точек А, В и С. Так от точки А отложен угол запаздывания включения тиристора VS1. От точки В отсчитывается фаза управляющего импульса тиристора VS3, а от точки С отсчитывается фаза начала подачи управляющих импульсов тиристора VS5.
Если угол управления , то ток нагрузки становится прерывистым. Следовательно, выпрямитель может работать в двух режимах, непрерывного и прерывистого тока нагрузки. По этой причине выпрямленное напряжение то же будет определяться разными математическими моделями.
Получим среднее значение выпрямленного напряжения для непрерывного тока, когда угол управления меняется в пределах . Для удобства перенесем систему координат так, чтобы ось ординат проходима через максимум положительной полуволны фазы еа. Тогда неравенство для угла , обеспечивающего режим непрерывности тока выпрямителя, запишется так . Теперь можно записать интеграл для вычисления среднего значения выпрямленного напряжения.
Как видно в интервале от до выпрямитель начинает работать в режиме прерывистого тока. Для этого случая среднее выпрямленное напряжение равно:
Из уравнения (8.8) понятно, что для ток становится равным нулю. Это объясняется тем, что при значении угла управления на вентиле фазное напряжение на вентиле достигает нулевого значения, а затем при меняет свой знак на «минус».
2.1 Мостовой трехфазный управляемый выпрямитель малой мощности
Нам уже известно, что в трехфазной мостовой схеме всегда пропускают ток два вентиля. Причем, в нечетной группе открывается вентиль, на аноде которого наибольшее фазное напряжение, а в четной группе открывается вентиль, катод которого находится под отрицательным наибольшим потенциалом.
Приведены фазные напряжения ea, eb и ec, снимаемые с вторичной обмотки трехфазного трансформатора, и эпюры напряжений Ud на выходе выпрямителя. Эти эпюры отличаются от эпюр напряжений не управляемого выпрямителя по таким признакам:
- тиристоры могут пропускать ток в течение времени меньшем ;
- форма токов, протекающих через вентили, становится несинусоидальной;
- ток нагрузки может быть непрерывным и прерывистым, в зависимости от величины угла управления .
Углы управления отсчитываются от точек равенства фазных напряжений, как и в схеме трехфазного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора. Без управляющих импульсов ни один из тиристоров открыться не может. Систему управления настраивают так, чтобы она вела отсчет фазы для управляющих импульсов вправо от точек 1, 3 и 5 для нечетных вентилей. Для четных вентилей точка отсчета угла управления ведется на полуволнах переменного напряжения отрицательной полярности: вправо от точек 2, 4, 6. Показан угол управления для первого и второго вентиля. Из этого графика видно, что при выполнении неравенства
ограничивающего диапазон изменения угла управления, ток в нагрузке будет пульсирующим и непрерывным. В диапазоне изменения угла управления
ток нагрузки становится прерывистым. Таким образом, среднее значение выпрямленного напряжения должно описываться двумя формулами.
Получим среднее значение выпрямленного напряжения для непрерывного тока
Схема выпрямителя для позволяет в нагрузке получить непрерывный ток, а регулировочная характеристика носит косинусоидальный характер. Для углов управления среднее значение удобнее находить без переноса системы координат. Из рис. 8.7 видно, что интегрировать нужно в интервале от до потому, что фазное напряжение ЕА для фазы становится отрицательным по знаку и тиристор обязательно закроется. Теперь определим среднее значение напряжения для режима прерывистого тока
Теперь можно сделать несколько полезных выводов.
Вывод 1. Скачек напряжения на открывающемся вентиле, в режиме непрерывного тока, определяется не фазным, а линейным напряжением.
Действительно, в режиме непрерывного тока после вентиля VS1 должен открываться вентиль VS3. К аноду вентиля прикладывается фазное напряжение Eb,а к катоду, через открытый вентиль VS2, фазное напряжение Eс. Следовательно к тиристору VS3 приложено линейное напряжение Ebс = Eb, - Eс.
Вывод 2. Чем больше угол управления, тем больше пульсации выпрямленного напряжения и тем меньше величина выпрямленного напряжения. выпрямитель трансформатор напряжение мощность
Вывод 3. Угол управления позволяет изменять на выходе выпрямителя напряжение максимального значения до нуля.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Особенности трансформатора малой мощности с воздушным охлаждением. Изучение материалов, применяемых при изготовлении трансформатора малой мощности. Расчет однофазного трансформатора малой мощности. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке.
курсовая работа [801,6 K], добавлен 12.10.2019Определение максимального и минимального значений выпрямленного сетевого напряжения, диаграммы работы преобразователя. Выбор выпрямительных диодов, трансформатора, транзистора, выпрямителя и элементов узла управления. Расчет демпфирующей цепи и КПД.
курсовая работа [392,9 K], добавлен 18.02.2010Режимы работы преобразователя электрической энергии - трехфазного мостового выпрямителя. Структурная схема системы фазового управления. Расчет коэффициента использования мощности трансформатора и потерь электроэнергии при выпрямлении переменного тока.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 10.12.2011Особенности расчета однофазного двухполупериодного тиристорного выпрямителя без фильтра с активным сопротивлением нагрузки. Характеристика основных параметров выпрямителя. Среднее значение выпрямленного тока. Расчет типовой мощности трансформатора.
контрольная работа [538,7 K], добавлен 30.05.2014Исследование трёхфазного управляемого выпрямителя при работе на активную нагрузку при разных углах. Включение тиристора аномальным импульсом. Расчёт напряжения источников питания. Нормальный режим управляемого выпрямителя с нагрузкой на противо–ЭДС.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 24.05.2014Исследование способов регулирования напряжения в электрических цепях переменного и трехфазного тока с последовательным и звездообразным соединением приемников. Испытание однофазного трансформатора и трехфазного асинхронного двигателя с замкнутым ротором.
лабораторная работа [831,0 K], добавлен 27.12.2010Расчёт трехфазного управляемого выпрямителя, преобразующего входное напряжение до необходимой выходной величины с заданным коэффициентом пульсаций и величиной выходного тока, за счёт использования трансформатора напряжения. Работы схемы управления.
курсовая работа [736,4 K], добавлен 16.07.2009Схема выпрямителя с нулевой точкой. Расчет коэффициента пульсации. Спектральный анализ Фурье. Мостовой выпрямитель с активно-ёмкостной нагрузкой. Определение временных характеристик двухполупериодного мостового и диодного выпрямителей, их эффективность.
лабораторная работа [1,2 M], добавлен 20.09.2013Применение трансформаторов малой мощности в схемах автоматики, телемеханики и связи в качестве электропитающих элементов. Определение расчетной мощности и токов в обмотках. Выбор сердечника трансформатора. Коэффициент полезного действия трансформатора.
курсовая работа [474,4 K], добавлен 17.12.2014Параметры трансформатора тока (ТТ). Определение токовой погрешности. Схемы включения трансформатора тока, однофазного и трехфазного трансформатора напряжения. Первичная и вторичная обмотки ТТ. Определение номинального первичного и вторичного тока.
практическая работа [710,9 K], добавлен 12.01.2010
