Применение — управляемый выпрямитель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Применение управляемых выпрямителей позволяет уменьшить габариты и стоимость преобразователей по сравнению со схемами, использующими автотрансформаторы и дроссели насыщения. [1]
| Кривые фазных ЭДС и. [2] |
Применение управляемого выпрямителя позволяет осуществлять быстродействующее регулирование напряжения генератора, так как при этом не требуется изменять его ток возбуждения. Можно также питать от одного генератора несколько нагрузок, регулируя напряжение на каждой из них независимо от других. [3]
В схемах автоматизированного электропривода переменного тока применение управляемых выпрямителей весьма перспективно. [4]
Алгоритм управления АИН с a 180.
[5] |
Общим недостатком эгих способов является необходимость
Весьма часто необходимо регулировать или стабилизировать напряжение на выходе выпрямителей или передаваемую в нагрузку мощность, что требует применения управляемых выпрямителей. [7]
При питании от сети промышленной частоты преобразователя частоты с относительно низкими частотами на выходе ( до 100 — — 150 гн) более целесообразно применение управляемого выпрямителя с глубоким диапазоном регулирования. [8]
| Графики ЭДС и тока в фазе обмотки якоря при трехфазной нулевой ( а и мостовой ( б схемах выпрямления. [9] |
Задерживая моменты открытия тиристоров на некоторый угол а ( угол регулирования) относительно моментов, соответствующих началу прохождения тока через вентили в схеме неуправляемого выпрямителя ( на диодах), можно изменять среднюю величину выпрямленного напряжения.
Применение управляемого выпрямителя позволяет осуществлять быстродействующее регулирование напряжения генератора, так как при этом не требуется изменять его ток возбуждения. Можно также питать от одного генератора несколько нагрузок, регулируя напряжение на каждой из них независимо от других.
[10]
| Схемы синхронного генератора, работающего на выпрямитель при трехфазной нулевой ( а и мостовой ( б схемах выпрямления. [11] |
Задерживая моменты открытия тиристоров на некоторый угол а ( угол регулирования) относительно моментов, соответствующих началу прохождения тока через вентили в схеме неуправляемого выпрямителя ( на диодах), можно по желанию изменять среднюю величину выпрямленного напряжения. Применение управляемого выпрямителя позволяет осуществлять быстродействующее регулирование синхронного генератора, так как при этом не требуется изменять его ток возбуждения.
Для большинства потребителей выпрямители должны обеспечивать возможность плавного регулирования выпрямленного напряжения в широких пределах. Это достигается применением управляемых выпрямителей. [13]
| Регулирование выпрямленного напряжения с помощью. [14] |
При этом наибольшее значение имеет применение управляемого выпрямителя в качестве преобразователя постоянного тока з переменный. Значительные перспективы открываются также для использования управляемого выпрямителя как преобразователя частоты. [15]
Страницы: 1
29. Управляемый выпрямитель со средней точкой и с активной нагрузкой.
Выпрямителем называют устройство, преобразующее переменное напряжение в постоянное напряжение.
Выпрямители подразделяются:
— по количеству фаз на однофазные, трехфазные и многофазные;
— по схемному решению на выпрямители с нулевой (средней) точкой и мостовые;
—
по мощности на выпрямители малой, средней
и большой мощности, хотя последнее
разделение весьма условно.
Схема состоит из трансформатора, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку; 2-х тиристоров, момент открытия которых определяется управляющими импульсами, который может быть сдвинут относительно начала синусоиды напряжения на угол управления.
Ключ
S1
замкнут, а S2
разомкнут, выпрямитель работает на
активную нагрузку. В интервале 0: «+»-ное
напряжение приложено к тиристору VT1,
а к VT2
«-»-ное. Интервал 0-1: VT1
закрыт из-за то, что с системы управления
не поступает импульс на управляющий
электрод. Точка 2: на VT1
подается управляющий импульс и тиристор
VT1
открывается. Интервал 1-2: через тиристор
и нагрузку начинает протекать ток
i
Точка 3: управляющий импульс поступает
на управляющий электрод тиристора VT2
и открывает его и через нагрузку течет
ток, равный току тиристора VT2.
Изменение
анодного напряжения Ua1.
Интервал 0-1: к тиристору VT1
приложено напряжение U21;
на интервале 1-2: тиристор открыт,
напряжение на нем близко к нулю, а затем
приложено напряжение U21,
которое на интервале 2-3 становится
отрицательным. На интервале 3-4: тиристор
VT2
открывается, к аноду тиристора VT1
будет приложена сумма напряжений U
, при α=0. (интервал у интеграла от π до α).
Среднее значение выпрямленного тока: Id=Ud/Rd=((√2(1+cosα))/π)*U2/Rd.
Выпрямителем называют устройство, преобразующее переменное напряжение в постоянное напряжение.
Выпрямители подразделяются:
— по количеству фаз на однофазные, трехфазные и многофазные;
— по схемному решению на выпрямители с нулевой (средней) точкой и мостовые;
—
по мощности на выпрямители малой, средней
и большой мощности, хотя последнее
разделение весьма условно.
Схема состоит из трансформатора, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку; 2-х тиристоров, момент открытия которых определяется управляющими импульсами, который может быть сдвинут относительно начала синусоиды напряжения на угол управления.
S1- разомкнут, S2 – разомкнут. Наличие индуктивности сдерживает появление тока.
Режим прерывистого тока: после включения тиристора ток медленно нарастает и в индуктивности накапливается индуктивное напряжение. При прохождении точки 2 ток в индуктивности поддерживается за счет индуктивного напряжения и через некоторый интервал будет равен нулю. Через 2-3 тиристор остается еще открытым.
Режим
непрерывного тока: при увеличении
индуктивности будет достаточно, чтобы
поддержать ток до момента открытия
тиристора VT2.
Он будет открыт вплоть до точки 3, когда
открывается другой тиристор и ток через
один тиристор переходит на другой,
который при этом будет почти постоянным.
В точке 1: открывается тиристор VT1 и он открыт на интервале 1-3, т.е. от α до π+α. На 2-3: тиристор открыт за счет энергии отложенной на индуктивности. В точке 3: открывается тиристор VT2 и ток будет протекать через тиристор VT2 и UH=U22. Далее процесс повторяется. На интервале 1-2: к аноду приложено два напряжения. На интервале 1-3: напряжение стремится к нулю и тиристор открыт. В точке 3: напряжение на тиристоре равно U21=U22
Регулировочная характеристика определяется из выражения:
. ( интервал у интеграла от π+α до α).
Недостатки: появились отрицательные выбросы; появляется реактивная составляющая и происходит падение напряжения и переход в тепло, возрастают потери на тепло, электромагнитные и другие.
Однополупериодный управляемый выпрямитель с резистивной, индуктивной нагрузкой и обратным диодом
Управляемые выпрямители или преобразователи, как их обычно называют, в широком смысле подразделяются на полностью управляемые и полууправляемые типы. Полноуправляемый или двухквадрантный тип использует тиристоры в качестве выпрямляющих устройств. Постоянный ток является однонаправленным, но постоянное напряжение может иметь любую полярность. При одной полярности поток мощности идет от источника переменного тока к нагрузке постоянного тока, это называется выпрямлением. При реверсировании постоянного напряжения нагрузкой поток мощности идет от источника постоянного тока к источнику переменного тока; этот процесс называется инверсией. В этой статье мы обсудим однополупериодные управляемые выпрямители.
Однополупериодные управляемые выпрямители
С резистивной нагрузкой
На рис. 1(а) показана схема однополупериодного управляемого выпрямителя с резистивной нагрузкой. Во время положительного полупериода напряжения питания тиристор смещен в прямом направлении и будет проводить ток, если на затвор подается триггер. Если тринистор включается при t ω , протекает ток нагрузки и выходное напряжение В O будет таким же, как и входное напряжение. В момент времени t = π ток естественным образом падает до нуля, поскольку тринистор смещен в обратном направлении. Во время отрицательного полупериода тиристор блокирует протекание тока, и на нагрузку не подается напряжение. SCR остается выключенным до тех пор, пока стробирующий сигнал не будет снова подан в точке ( т О + 2π ). Период от 0 до t O на рисунке 1(b) представляет время в положительном полупериоде, когда SCR выключен. Этот угол (измеряемый в градусах) называется углом открытия или углом задержки (α). SCR проводит от t O до π ; этот угол называется углом проводимости (θ).
Среднее или постоянное значение напряжения нагрузки определяется формулой …. Уравнение 1
Рисунок 1: Однополупериодный управляемый выпрямитель (a) схема (b) формы сигналов напряжения и тока .В S = среднеквадратичное значение напряжения источника переменного тока
Аналогично, средний выходной ток равен
Эти уравнения говорят нам, что величина выходного напряжения контролируется углом открытия. Увеличение α за счет срабатывания тиристора позже в цикле снижает напряжение, и наоборот. Максимальное выходное напряжение, В до = В м / π , происходит, когда α = 0 O . Это то же напряжение, что и для однополупериодной диодной схемы. Таким образом, если SCR срабатывает при α = 0 O , схема действует как диодный выпрямитель.
Нормальное среднее напряжение
В n в зависимости от α известно как управляющая характеристика выпрямителя и показано на рисунке 2.
Управляющая характеристика однополупериодного выпрямителя С индуктивной ( R L ) нагрузкой
Однополупериодный выпрямитель с нагрузкой, состоящей из R и L, показан на рисунке 3 (а). если тринистор срабатывает при угле открытия α, ток нагрузки увеличивается медленно, поскольку индуктивность в нагрузке вынуждает ток отставать от напряжения. Напряжение на нагрузке ( В O ) положительное, а катушка индуктивности, хранящая энергию, смещена в обратном направлении. Однако энергия, запасенная в магнитном поле катушки индуктивности, возвращается и поддерживает прямо затухающий ток через нагрузку. Ток продолжает течь до β (называемого углом опережения), когда SCR выключается.
Затем напряжение на катушке индуктивности меняет полярность, и напряжение на нагрузке становится отрицательным. В результате среднее выходное напряжение становится меньше, чем было бы при чисто резистивной нагрузке. Осциллограммы выходного напряжения и тока показаны на рис. 3(б), они содержат значительное количество пульсаций.
.
Среднее напряжение нагрузки определяется как
В O(ср) = (В m (cos α – cos β )) / 2π
С обратным диодом
Для отключения отрицательной части выходного напряжения и сглаживания мгновенного напряжения пульсации выходного тока, используется обратный диод, как показано на рис. 4. Когда напряжение нагрузки имеет тенденцию к изменению направления, FWD смещается в прямом направлении и включается. Затем SCR смещается в обратном направлении и выключается. Таким образом, ток, который протекал от источника к нагрузке через тринистор, теперь циркулирует между нагрузкой и диодом.
Обратите внимание, что ток продолжает течь в нагрузке после отключения SCR из-за энергии, запасенной в катушке индуктивности. Выходное напряжение такое же, как и в цепи с резистивной нагрузкой. Среднее значение выходного напряжения снова дается уравнением 1.
Управляемый выпрямитель – определение, классификация, применение и теория
Диодные выпрямители используются во многих электронных схемах и системах для подачи постоянного напряжения. Если постоянный контроль выходного постоянного напряжения не требуется, то в схемах выпрямителей используются кремниевые диоды. Но когда в некоторых электронных схемах и системах требуется непрерывный контроль выходного постоянного напряжения, кремниевые диоды не используются, а вместо диодов используются тиристоры (тиристоры). Этот тип выпрямителя называется управляемым выпрямителем. Выпрямитель, который регулирует выходную мощность постоянного тока, подаваемую на нагрузку в соответствии с ее требованиями, называется управляемым выпрямителем. Тиристоры используются в управляемых выпрямителях из-за их более высоких характеристик, чем у обычных кремниевых диодов. Управляемые выпрямители используются во многих промышленных приложениях, таких как тяговые системы, переносные ручные приводы, диммеры, регуляторы скорости вращения вентиляторов и т. д., для которых требуется регулируемая мощность постоянного тока.
Блок-схема управляемого выпрямителя
Блок-схема управляемого выпрямителя показана на рис. 1(a). Условное обозначение схемы управляемого выпрямителя показано на рис. 1(б). Проводящий тиристор отключается за счет естественной или линейной коммутации. Само сетевое напряжение переменного тока используется для коммутации тиристоров, поэтому эти преобразователи известны как преобразователи с линейной коммутацией (LCC).
Рис. 1: Блок-схема управляемого выпрямителя.
Классификация управляемых выпрямителей
Управляемые выпрямители также можно разделить на две категории:
- Однофазные управляемые выпрямители и
- Трехфазные управляемые выпрямители.
Их можно далее классифицировать по различным категориям в зависимости от типа нагрузки, например,
- Резистивная (R),
- Резистивно-индуктивный (RL) и
- Резистивно-индуктивные аккумуляторные нагрузки (RLE).
На рис. 2 представлена общая классификация управляемых выпрямителей на основе входного напряжения переменного тока и выходного напряжения постоянного тока.
Рис. 2: Классификация управляемых выпрямителей по входному напряжению переменного тока и выходному напряжению постоянного тока
На рис. 3 показана классификация управляемых выпрямителей по типу нагрузки. Рис. 3: Классификация управляемых выпрямителей по типу нагрузки напряжение В 94.
(a)
Рис. 4: Управляемый выпрямитель (a) Двухквадрантный преобразователь преобразователь
Типы управляемых выпрямителей
Существует два типа управляемых выпрямителей. Это:
- Полууправляемый (или полу) выпрямитель.
- Полностью управляемый выпрямитель.
Полууправляемый выпрямитель
В полууправляемом выпрямителе для выпрямления используется комбинация диодов и тиристоров. Полууправляемый выпрямитель обычно в мостовой конфигурации. Будет экономия на расходах. Мост состоит из равного количества диодов и тринисторов.
Полностью управляемый выпрямитель
Полностью управляемый выпрямитель использует для выпрямления только тиристоры. Полностью управляемый выпрямитель обычно в мостовой конфигурации. Мост состоит только из SCR и не использует диод.
Преимущества управляемого выпрямителя
Эти преобразователи просты и менее дороги, а КПД ректификации в целом выше 95 %.
