14.1.4 Регулировочная характеристика управляемого выпрямителя

Зависимость напряжения от угла  называется регулировочной характеристикой управляемого выпрямителя.

Известно, что для активной нагрузки эта зависимость имеет вид (рисунок 14.8) случай 1.

(14.7)

где – среднее значение напряжения на нагрузке при =0:

В случае чисто индуктивной нагрузки зависимость имеет вид (рисунок 14.8) случай 2.

(14.8)

При смешанной нагрузке зависимость имеет вид (рисунок 14.8) случай 3,

это справедливо для режима прерывистого тока. Энергии, запасенной в индуктивности не достаточно для поддержания тока при больших значениях угла управления и характеристика приближается к кривой (рисунок 14.8) случай 1.

Рисунок 14.8 - Регулировочная характеристика управляемого выпрямителя.

1-для случая , ; 2-для случая ;

3- для случая

14.2 Однофазные управляемые мостовые выпрямители

Однофазный мостовой выпрямитель выполняется по аналогии со схемой неуправляемого выпрямителя, в котором неуправляемые вентили (диоды) заменены управляемыми (тиристорами). Существует несколько разновидностей схем с симметричным и несимметричным управлением. Рассмотрим работу схемы с симметричным управлением и резистивно-индуктивной нагрузкой, когда ток идеально сглажен (рисунок 14.9).

Рисунок 14.9 - Схема однофазного управляемого мостового выпрямителя

с симметричным управлением

Временная диаграмма работы (рисунок 14.10) и регулировочные характеристики мостовой схемы с симметричным управлением такие же, как в однофазном выпрямителе со средней точкой

Рисунок 14.10 - Временные диаграммы однофазного управляемого мостового выпрямителя с симметричным управлением

Отличие заключается в форме анодного напряжения на тиристоре. Максимальное значение обратного напряжения на тиристоре в мостовой схеме в два раза меньше, чем в схеме со средней точкой. Фазовый сдвиг между первой гармоникой тока и питающего напряжения равен .

Для устранения отрицательного выброса в выпрямленном напряжении применяют мостовые схемы с несимметричным управлением (рисунок 14.11).

Рисунок 14.11 - Схема однофазного управляемого мостового выпрямителя с несимметричным управлением (I вариант)

В этой схеме вместо тиристоров включены последовательно-встречно диоды и . Диаграмма работы однофазного управляемого мостового выпрямителя с несимметричным управлением показана на рисунке 14.12.

Рисунок 14.12 -. Временная диаграмма однофазного управляемого мостового выпрямителя с несимметричным управлением

Режим работы схемы подобен режиму однофазной схемы со средней точкой и нулевым диодом. На интервале 1-2 с приходом управляющего сигнала, который сдвинут относительно начала синусоиды на угол , открывается тиристор VT1, ток протекает через диод VD2. В момент прохождения синусоиды питающего напряжения через ноль полярность напряжения меняется, что приводит к запиранию диода VD2. Ток нагрузки , поддерживаемый за счет энергии, накопленной в индуктивности, протекает через тиристор VТ1 и диод VD1 (интервал 2-3). Цепь нагрузки оказывается замкнутой через тиристор VT1 и диод VD1. Энергия от сети не потребляется, ток в первичной обмотке трансформатора равен нулю. В точке 3 открывается тиристор VT2, ток протекает через диод VD1. Это происходит на интервале 3-4. В точке 3 закрывается диод VD1 и ток нагрузки , поддерживаемый за счет энергии, накопленной в индуктивности, протекает через тиристор VТ2 и диод VD2 (интервал 4-5). Цепь нагрузки оказывается замкнутой через тиристор VT2 и диод VD2, эти элементы выполняют функцию нулевого диода. В схеме на интервале угла управления ток в первичной обмотке трансформатора не протекает. Фазовый сдвиг между первой гармоникой тока и питающего напряжения равен .

Возможен другой вариант мостового выпрямителя с несимметричным управлением, когда вместо тиристоров включают последовательно-согласно два диода (рисунок 14.13).

Рисунок 14.13 - Схема однофазного управляемого мостового выпрямителя с несимметричным управлением (II вариант)

Для этого варианта предлагается нарисовать временную диаграмму самостоятельно.