Управляемый выпрямитель

Август 8, 2022

Главная
Разное
Управляемый выпрямитель

Содержание

2. Управляемый выпрямитель Регулировочные характеристики Временные диаграммы при активной нагрузке Схема 1Ф1Н2П
3. Управляемый выпрямитель Регулировочные характеристики Временные диаграммы при индуктивной нагрузке Схема 1Ф1Н2П
4. Управляемый выпрямитель Регулировочные характеристики Временные диаграммы при индуктивной нагрузке с обратным диодом Схема 1Ф1Н2П
5. Управляемый выпрямитель А)‏ Б)‏ А) Временные диаграммы при индуктивной нагрузке Б) Временные диаграммы При индуктивной нагрузке
6. Управляемый выпрямитель При активной нагрузке форма выпрямленного напряжения и тока совпадают. Из за задержки включения тиристора
7. Управляемый выпрямитель При α=0 тогда Пульсации выпрямленного напряжения Переменная составляющая напряжения и тока управляемого выпрямителя увеличивается
8. Управляемый выпрямитель Режим работы мостового выпрямителя такой же, что и однофазного выпрямителя с нулевой точкой. Отличие
9. Управляемый выпрямитель Для разных значений угла регулирования двухполупериодного управляемого выпрямителя получено семейство внешних характеристик. Наличие индуктивности
10. Мостовой управляемый выпрямитель Схемы однофазных мостововых управляемых выпрямителей В мостовом выпрямителе с неполным числом управляемых вентилей
11. Трехфазный управляемый выпрямитель Tрёхфазный управляемый выпрямитель с нулевым выводом Схема 3Ф1Н3П
12. (продолжение) При работе трехфазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом на активную нагрузку α отсчитывается от момента
13. Трехфазный двухтактный (мостовой) управляемый выпрямитель Трехфазный управляемый выпрямитель может быть выполнен с неполным числом управляемых вентилей
14. Схема 3Ф2Н6П, с полным числом управляемых вентилей, известная под названием трехфазной мостовой схемы (схема Ларионова)‏ Схема
15. Трехфазный многопульсный управляемый выпрямитель Составные выпрямители (12 — пульсные)‏ а) последовательное соединение преобразователей. б) параллельное соединение
16. Управляемые выпрямители Сравнительная оценка схем выпрямления Для выпрямителей важно знать величину мощности постоянного тока P0=U0I0, расходуемой
17. Управляемый выпрямитель При глубоком регулировании напряжения коэффициент мощности выпрямителей снижается до 0.3 0.5, что является существенным
18. Управляемый выпрямитель В настоящее время управляемые выпрямители охватываются цепью обратной связи (ОС). Структурная схема такого устройства:
19. Методы управления тиристорами (Самостоятельная работа): 1. Горизонтальный метод управления (используется при ручном регулировании); 2. Вертикальный метод
21. Скачать презентацию

Слайд 2

Управляемый выпрямитель
Регулировочные характеристики
Временные диаграммы
при активной нагрузке
Схема 1Ф1Н2П

Слайд 3

Управляемый выпрямитель
Регулировочные характеристики
Временные диаграммы
при индуктивной нагрузке
Схема 1Ф1Н2П

Слайд 4

Управляемый выпрямитель
Регулировочные характеристики
Временные диаграммы
при индуктивной нагрузке
с обратным диодом
Схема 1Ф1Н2П

Слайд 5

Управляемый выпрямитель
А)‏
Б)‏
А) Временные диаграммы
при индуктивной нагрузке
Б) Временные диаграммы
При индуктивной нагрузке

с обратным диодом

Слайд 6

Управляемый выпрямитель
При активной нагрузке форма выпрямленного напряжения и тока совпадают. Из
за задержки включения тиристора на угол регулирования напряжение на нагрузке Udв течение этого времени будет равно нулю. В момент включения возникает
характерный для управляемых выпрямителей перепад напряжений.
Соответствующие броски напряжений появятся на диаграмме напряжения на
тиристоре. Индуктивность препятствует изменению тока в нагрузке. Когда напряжение на
аноде тиристора станет равным или меньшим нуля, тиристор должен бы выключится и ток через него прекратится, но поскольку в цепи имеется индуктивность ток в ней не может мгновенно изменится до нуля. Энергия накопленная в индуктивности,
препятствует этому изменению и напряжение на индуктивности становится отрицательным, поддерживая включенное состояние тиристора до момента включения
следующего тиристора.
Включение индуктивности в нагрузку приводит к появлению обратного выброса
напряжения и, соответственно, снижения среднего значения выпрямленного
напряжения. Для улучшения характеристик выпрямителя включают обратный диод. При этом убирается обратный выброс и энергия накопленная в индуктивности
отдается в нагрузку.

Слайд 7

Управляемый выпрямитель
При α=0
тогда
Пульсации выпрямленного напряжения
Переменная составляющая напряжения и тока управляемого

выпрямителя
увеличивается с увеличением угла регулирования, так как уменьшаются их средние
значения.

Коэффициент мощности

Для управляемых выпрямителей сдвиг фазы напряжения относительно тока
пропорционален углу регулирования φ=α. При индуктивном характере нагрузки форма
тока в сети принимается прямоугольной.
Искажение формы тока в этом случае равно
коэффициент мощности ,

Регулировочная характеристика управляемого выпрямителя
Среднее значение выпрямленного напряжения

где

активная мощность

полная мощность.

Слайд 8

Управляемый выпрямитель
Режим работы мостового выпрямителя такой же, что и однофазного выпрямителя

с нулевой точкой. Отличие проявляется в форме кривой напряжения на вентилях, которая в мостовой схеме определяется напряжением U2, а в схеме с нулевым выводом – напряжением 2U2, то есть при введении масштабного коэффициента 0,5 кривые напряжения на тиристорах схемы с нулевой точкой будут действительны и для мостовой схемы. По указанной причине тиристоры мостовой схемы следует выбирать на напряжение вдвое меньшее, чем в схеме с нулевой точкой. Форма кривых токов первичной и вторичной обмоток трансформатора в мостовой схеме одинаковы и имеют тот же вид, что и кривая первичного тока в схеме с нулевой точкой.

Семейство внешних характеристик управляемого выпрямителя

Слайд 9

Управляемый выпрямитель
Для разных значений угла регулирования двухполупериодного управляемого выпрямителя получено семейство

внешних характеристик. Наличие индуктивности в нагрузке приводит к появлению отрицательного участка выпрямленного напряжения. При угле равном девяносто градусов положительные и отрицательные участки равны и напряжение становится равным нулю. Дальнейшее увеличение угла приводит к изменению полярности выпрямленного напряжения на нагрузке, что в принципе невозможно.
Но если в качестве нагрузки представить источник напряжения соответствующей полярности, то дальнейшее увеличение угла регулирования возможно. В этом случае ток будет идти уже от источника через тиристоры в сеть переменного тока. Таким образом, получаем преобразователь постоянного напряжения в переменное – инвертор.
В качестве такой специфической нагрузки может быть двигатель постоянного тока, который в определённых условиях может работать как генератор постоянного тока. Например, в электровозах при торможении можно использовать электродвигатель в режиме генератора и использовать энергию торможения для передачи в питающую сеть, а не на нагрев тормозных колодок.
В этом режиме инвертирования работа управляемого выпрямителя синхронизирована с питающей сетью, поэтому этот преобразователь называют инвертором, ведомым сетью.

Слайд 10

Мостовой управляемый выпрямитель
Схемы однофазных мостововых управляемых выпрямителей
В мостовом выпрямителе с

неполным числом управляемых вентилей (несимметричная схема) два вентиля управляемые, а два других – неуправляемые . Режим работы схемы подобен режиму однофазной схемы с нулевым выводом и нулевым диодом. При этом в кривой Ud также отсутствуют участки напряжения отрицательной полярности, а первая гармоника первичного тока имеет фазовый сдвиг относительно напряжения питания, равный

Слайд 11

Трехфазный управляемый выпрямитель
Tрёхфазный управляемый выпрямитель с нулевым выводом
Схема 3Ф1Н3П

Слайд 12

(продолжение)
При работе трехфазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом на
активную нагрузку

α отсчитывается от момента t0 = 300 . Таким образом, предельный угол управления при активноц нагркзке αПР = 1200 Ток в нагрузке может быть непрерывным, если α ≤ π/6 (300) . Ток через вентиль сдвинут относительно фазного напряжения на α . Если α > π/6 , ток становится прерывистым. Вентиль,
включившийся при угле , будет открыт до тех пор, пока напряжение на аноде
положительно (напряжение соответствующей фазы больше 0). Среднее выпрямленное напряжение при непрерывном токе нагрузке: U0α = U0 cos α
При включении последовательно с нагрузкой дросселя L , причем
если wL> (5 — 10)RН кривая i0 сглажена и ток непрерывен
кривая сглажена, ток непрерывен даже при α > π/6 .
Работа вентиля может проходить некоторое время при отрицательной полуволне напряжения за счёт влияния Э.Д.С. самоиндукции, направленной встречно. Чем больше α , тем меньше uo α . При равенстве положительных и отрицательных значений uo α среднее значение Uo α становится равным нулю. При этом предельный угол регулирования αПР = 900 . Длительность работы вентиля при отрицательном напряжении не может быть
больше продолжительности его работы при положительном , так как при u2>0
индуктивность запасает энергию. Поэтому при α = 900 становится прерывистым, а
Uo α =0 .

Слайд 13

Трехфазный двухтактный (мостовой) управляемый выпрямитель
Трехфазный управляемый выпрямитель может быть выполнен

с неполным
числом управляемых вентилей (трехфазные с однотактным управлением ).
Предельный угол регулирования для этой схемы при L = 0 (чисто активная нагрузка)
αПР = π/3 = 600
Среднее выпрямленное напряжение при непрерывном токе определяется по той
же формуле, что и в трёхфазном выпрямителе с нулевым выводом.
U0α = U0 cos α = 2,34 U2φ cos α

Слайд 14

Схема 3Ф2Н6П, с полным числом управляемых вентилей, известная под названием трехфазной

мостовой схемы (схема Ларионова)‏

Схема 3Ф1Н6П, с полным числом управляемых вентилей,

Трёхфазные схемы с двухтактным выпрямлением

3-х 2-т выпрямители (продолжение)

Слайд 15

Трехфазный многопульсный управляемый выпрямитель
Составные выпрямители (12 — пульсные)‏
а) последовательное соединение преобразователей.
б)

параллельное соединение преобразователей.
Находят широкое применение для питания мощных потребителей постоянного тока.

Слайд 16

Управляемые выпрямители
Сравнительная оценка схем выпрямления
Для выпрямителей важно знать величину мощности постоянного

тока P0=U0I0, расходуемой в нагрузке. Но при одной и той же P0 мощность, потребляемая трансформатором выпрямителя из сети будет зависеть от схемы выпрямителя. Поэтому мы говорим о коэффициенте использования трансформатора КТР и коэффициентах использования его первичной и вторичной обмоток К1 и К2 , так как они определяют экономические и энергетические показатели выпрямителя.
        КТР = P0 / SТР,    SТР = S1 + S2,
        К1 = P0 / S1,     S1 = n1 U1 I1,
        К2 = P0 / S2,   S2 = n2 U2 I2,
так как n1 может быть не равно n2, то эти коэффициенты могут сильно различаться.
Также следует обращать внимание на коффициент пульсаций q0

Слайд 17

Управляемый выпрямитель
При глубоком регулировании напряжения коэффициент мощности
выпрямителей снижается до 0.3

0.5, что является существенным недостатком
регулируемых вентилей. Повышается коэффициент мощности путём применения
специальных схем с искусственной коммутацией тока (корректоров коэффициента
мощности).
Другим недостатком тиристоров являются большие потери по сравнению с
диодами (приблизительно в 2 раза больше). Поэтому при низких выходных
напряжениях U0 ≤ 10 В и больших токах тиристоры на стороне постоянного тока
применять нежелательно. Их переносят на сторону переменного тока, в первичную
цепь трансформатора.

Слайд 18

Управляемый выпрямитель
В настоящее время управляемые выпрямители охватываются цепью обратной
связи (ОС).

Структурная схема такого устройства:

В – управляемый выпрямитель
СФ – силовой фильтр
СУ – сравнивающее устройства
ИОН – источник опорного напряжения
УПТ – усилитель постоянного тока
Подобным образом может быть введена ОС в схему с регулированием на
стороне первичной обмотки. При изменении или по цепи ОС происходит
автоматическое регулирование таким образом, что поддерживается постоянным.
Такие устройства называются тиристорные стабилизаторы.

Слайд 19

Методы управления тиристорами (Самостоятельная работа): 1. Горизонтальный метод управления (используется при ручном

регулировании); 2. Вертикальный метод управления (используется при автоматическом регулировании);

Управляемый выпрямитель

Содержание

Управляемый выпрямительРегулировочные характеристикиВременные диаграммы при активной нагрузкеСхема 1Ф1Н2П

Управляемый выпрямительРегулировочные характеристикиВременные диаграммы при индуктивной нагрузкеСхема 1Ф1Н2П

Управляемый выпрямительРегулировочные характеристикиВременные диаграммы при индуктивной нагрузке с обратным диодомСхема 1Ф1Н2П

Управляемый выпрямительА)‏Б)‏А) Временные диаграммы при индуктивной нагрузкеБ) Временные диаграммыПри индуктивной нагрузке

Управляемый выпрямительПри α=0тогдаПульсации выпрямленного напряжения Переменная составляющая напряжения и тока управляемого

Управляемый выпрямительРежим работы мостового выпрямителя такой же, что и однофазного выпрямителя

Управляемый выпрямительДля разных значений угла регулирования двухполупериодного управляемого выпрямителя получено семейство

Мостовой управляемый выпрямительСхемы однофазных мостововых управляемых выпрямителей В мостовом выпрямителе с

Трехфазный управляемый выпрямительTрёхфазный управляемый выпрямитель с нулевым выводом Схема 3Ф1Н3П

(продолжение) При работе трехфазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом наактивную нагрузку

Трехфазный двухтактный (мостовой) управляемый выпрямитель Трехфазный управляемый выпрямитель может быть выполнен