Принцип действия. Регулирование выходного напряжения управляемого выпрямителя (УВ) достигается управлением моментом открывания тиристоров преобразователя

Лекция 8. УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Регулирование выходного напряжения управляемого выпрямителя (УВ) достигается управлением моментом открывания тиристоров преобразователя. В большинстве УВ используется импульсно-фазовый способ управления. Сущность его заключается в том, что на управляющий электрод (УЭ) тиристора периодически с частотой питания анодного напряжения подается электрический импульс, который может меняться по фазе по отношению к анодному напряжению.Тем самым изменяется момент открывания тиристора. Угол a, отсчитываемый от момента естественного открывания тиристора (когда потенциал анода становится больше потенциала катода) до

момента подачи управляющего импульса, называется углом регулирования (управления) тиристора.

Рассмотрим принцип регулирования напряжения на примере включения тиристора по однофазной однополупериодной схеме выпрямления (рис.1).

Управляющие импульсы образуются с помощью системы импульсно-фазового управления (СИФУ), служащего для изменения угла регулирования a. Допустим, что на УЭ тиристора VS1 от СИФУ подан импульс в момент времени t₁. Этот импульс открывает тиристор и к нагрузке Z_н скачком будет приложено напряжение, которое будет изменяться по кривой U_н. В момент времени t₂ напряжение U_н становится равным нулю и тиристор закрывается, т.к. к нему приложено напряжение отрицательной полуволны. На интервале t₂ - t₃ ток через нагрузку не протекает. В момент t₃ на УЭ тиристора подается следующий импульс управления с СИФУ и работа схемы повторяется. На рис.2 показан график зависимости U_н от угла открывания тиристора a. Максимальное напряжение U_нo получается при полностью открытом тиристоре, когда угол a=0 (естественное открывание относительно синусоиды напряжения питания).

Изменяя угол a, можно регулировать среднее значение выпрямленного напряжения. Аналогично протекают процессы открывания и закрывания тиристоров и в каждой фазе многофазных тиристорных преобразователей, например, в трехфазной мостовой. Выпрямленные напряжение и ток содержат постоянную и переменную составляющие. Наличие пульсаций (переменной составляющей) ухудшает условия коммутации двигателей постоянного тока и увеличивает потери в них. Поэтому на выходе УВ устанавливается индуктивный фильтр, включаемый последовательно с якорем двигателя (нагрузкой). Этот фильтр обладает большим реактивным сопротивлением для переменной составляющей выпрямленного тока, которая значительно уменьшается. Падение напряжения от этой составляющей на активном сопротивлении фильтра незначительно. Другим средством уменьшения пульсаций является использование многофазных схем выпрямления.