2020-04-20
109
Для керованих випрямлячів найчастіше будують сімейство зовнішніх характеристик 
, оскільки графік характеристики залежить від кута керування 
.
Визначимо ці характеристики за таких умов 
. Треба враховувати, що графік зовнішньої характеристики залежить від тривалості протікання струму через кожен з вентилів 
. Величина 
у свою чергу залежить від кількості вентилів, які одночасно пропускають струм.
Перший режим. Якщо струм у навантаженні близький до номінального, у схемі випрямляча одночасно пропускають струм два або три вентилі. При цьому кут комутації 
і 
. При збільшенні струму зростає кут комутації вентилів 
. При цьому інтервал одночасної роботи трьох вентилів збільшується, а інтервал одночасної роботи двох вентилів скорочується. Потім наступає другий режим одночасної роботи трьох вентилів, для якого 
.
Подальше збільшення струму навантаження призводить до виникнення третього режиму, коли одночасно пропускають струм або три вентилі, або чотири. При цьому 
. Із збільшенням струму навантаження інтервал одночасної роботи чотирьох вентилів розширюється і при короткому замиканні навантаження у випрямлячі у будь-який момент часу одночасно пропускають струм чотири вентилі (
).
|
|
|
Розглянемо усі три режими окремо. Для кожного з цих режимів розрахуємо зовнішню характеристику 
, а потім побудуємо загальну зовнішню характеристику випрямляча.
На рис.3.3, а, б наведено еквівалентну схему і часові діаграми для цього режиму. На інтервалі одночасної роботи двох вентилів, наприклад VS1 і VS2, миттєве значення випрямленої напруги дорівнює 
, а струми у вентилях незмінні і дорівнюють 
.
Для визначення закону зміни струмів у вентилях і випрямленої напруги на інтервалі одночасної роботи трьох вентилів, наприклад VS1, VS2, VS3, треба розглянути еквівалентну схему для цього інтервалу (рис.3.3, в). На протязі цього інтервалу відбувається комутація струму з вентиля VS1 на вентиль VS3, а тривалість цього режиму дорівнює 
.
Рис.3.3. Режими роботи трифазного мостового випрямляча:
а) схема випрямляча; б) часові діаграми роботи при 
; в), г) еквівалентні схеми випрямляча для комутаційного інтервалу
Миттєві значення ЕРС, відповідно до часової діаграми, яка наведена на рис.3.3, б:
. Такий режим має місце тоді, коли у випрямлячі в будь-який момент часу, струм пропускають одночасно три вентилі. При цьому безперервно, одна за одною відбуваються комутації струму у вентилях (рис.3.4, а).
При збільшенні струму навантаження, якщо зберігається умова 
, інтервал комутації залишається незмінним і дорівнює 
. При цьому момент 
, що відповідає початку комутації для вентилів VS1 і VS3, буде зміщуватися вправо, а кут керування 
буде автоматично збільшуватися, поки не досягне значення 
.
|
|
|
Це можна пояснити таким чином. Із збільшенням струму навантаження 
інтервал комутації повинен збільшитися. При цьому зростає різниця ЕРС у контурі комутації, наприклад, для вентилів VS1 і VS3 різниця ЕРС 
. Наслідком цього є прискорення комутації і схема прийде до нового стану рівноваги, але уже з більшим кутом 
. Внаслідок цього, при зростанні навантаження, поки не створяться умови для одночасної роботи чотирьох вентилів, момент 
автоматично зміщується вправо. При цьому, система керування фактично не впливає на процеси у випрямлячі.
Якщо одночасно працюють вентилі VS1, VS2, VS3, умови для включення вентиля VS4 створюються у точці А (рис.3.4, а). До точки А вентиль VS4 не може вступити в роботу, оскільки у нього на аноді потенціал менший, ніж на катоді.
Потенціал аноду VS4 визначається негативним потенціалом навантаження, який дорівнює потенціалу катода відкритого вентиля VS2, тобто ЕРС 
.
Рис.3.4. Режими роботи трифазного мостового випрямляча:
а) часові діаграми роботи при куті комутації 
; б) еквівалентна схема випрямляча при куті комутації 
; в) часові діаграми роботи при куті комутації 
; г) сімейство зовнішніх характеристик випрямляча
Інтервал 
закінчується, коли струм вентиля VS1 спадає до нуля (точка 
на рис.3.4, в).Починаючи з цього моменту на протязі часу, що відповідає куту, одночасно пропускають струм три вентилі VS2, VS3 і VS4,поки не будуть створені умови для початку роботи вентиля VS5 (точка на рис.3.4, в). Починаючи з моменту в схемі знову на протязі інтервалу одночасно будуть пропускати струм чотири вентилі VS2, VS3, VS4, VS5.
Таким чином, для третього режиму можна виділити два характерних інтервали:
інтервал одночасної роботи чотирьох вентилів;
інтервал одночасної роботи трьох вентилів.
На протязі інтервалу має місце так зване "подвійне перекриття", коли проміжки комутації анодної і катодної груп вентилів починають співпадати у часі.
Висновки
На підставі матеріалу, розглянутого в даній курсовій роботі можна зробити висновок, що трифазною системою електричних кіл називають систему, що складається з трьох кіл, в яких діють змінні, ЕРС однієї і тієї ж частоти, зсунуті по фазі одне, щодо одного на 1/3 періоду (φ=2р/3). Кожне окреме коло такої системи коротко називають її фазою, а систему трьох зсунутих по фазі змінних струмів в таких колах називають трифазним струмом.
Підтримання постійного зсуву по фазі між коливаннями напруги на виході трьох незалежних генераторів є досить складним технічним завданням. На практиці для отримання трьох струмів, зрушених по фазі, використовуються трифазні генератори, який складаєтьсяз нерухомого статора та рухомого ротора, виготовлених з феромагнітних матеріалів. В пазах статора укладено три однакових обмотки, зсунених між собою у просторі на 120°. При обертанні ротора з кутовою швидкістю фазні обмотки генератора перетинаються змінним магнітним потоком і, згідно з законом електромагнітної індукції, в них виникають ЕРС однакової амплітуди, зсунені між собою в часі на 120°, тобто на третину періоду.
Фази (фазні обмотки) трифазних джерел живлення та фази приймачів електричної енергії з’єднують зіркою або трикутником.
Існують схеми трифазних кіл із нульовим проводом і без нульового провода. Нульовий провід дозволяє отримувати водночас вищу напругу, використовуючи переваги трифазної схеми електропостачання, зберігаючи можливість однофазного підключення з меншою напругою.
Більшість побутових приладів розраховані на роботу із однією фазою. Водночас потужні трифазні електродвигуни конструктивно простіші за однофазні, оскільи не потребують системи зсуву фаз.
|
|
|
Трифазна система (трифазний струм) має наступні переваги перед однофазною:
одержання обертового магнітного поля за нерухомих обмоток:
економічна передача енергії на відстані;
забезпечує високу якість при випрямленні за різноманітних напруг і потужностей;
можливість використання однієї фази як однофазного струму;
Таким чином, застосування трифазного струму замість однофазного дозволяє скоротити число проводів і витрати кольорового металу для їх виготовлення. Трифазний струм широко використовується в системах промислового і побутового електропостачання. Свого розвитку трифазний струм набув завдяки тому, що дозволяє легко створювати обертове магнітне поле, необхідне для електродвигунів змінного струму.
Література
1. Электрические аппараты Л.А.Родштейн. - К., 1981
. Электрические аппараты А.А. Чунихин - М., 1988
. Электрические машины: Учебник для техникумов, Токарев Б.Ф. - М.: Энергоатомиздат, 1989
. Электротехника: Учебник для вузов. Иванов И.И., Равдоник В.С. - М.: Высшая школа, 1984.
5. http://helpnik.college.ks.ua/multimedia/TOE/3_9.htm
. http://moodle.udec.ntu-kpi.kiev.ua/moodle/file.php/517/Tema12.html
