7.Однофазная, двухполупериодная схема со средней точкой (схема, принцип работы)

Однофазная двухполупериодная схема со средней точкой (с нулевым выходом) представлена на рисунке) Двухполупериодную схему также называют двухтактной или двухфазной, поскольку она выпрямляет оба полупериода напряжения. Особенностью схемы является то, что вторичные полуобмотки трансформатора относительно его средней точки создают систему напряжений, сдвинутых относительно друг друга на π. Рассмотрим работу схемы при активной (ключ К замкнут) и активно-индуктивной (ключ К разомкнут) нагрузках. Индуктивности рассеяния и сопротивления обмоток трансформатора учитывать не будем. Далее смотри на вопросы 9,12,13,14.

8.Работа сх. однофаз 2-ч полу вопр. При акт нагрузке (когда колюч К замк) α=0 , α˃0 При акт. инд. наг : α=0 , ˃0

9 .Работа схемы на активную нагрузку с углом управления α=0 Пусть в момент wt=0, когда потенциал точки а становится положительным по отношению к точке 0 и, следовательно, положительным становится напряжение U_а0. На тиристор VS1 подается управляющий импульс. Вторичная обмотка трансформатора выполнена таким образом, что точка а соответствует началу обмотки, а точка b- концу. Поэтому в момент wt=0 потенциал точки b становится отрицательным по отношению к средней точке 0. Тогда в момент wt=0 тиристор VS1 включается и напряжение U_a0 оказывается приложенным к нагрузке R_d, по которой начинает протекать ток I_d, совпадающий с током I_vs1 тиристора VS1. Тиристор VS1 будет находится во включенной состоянии до тех пор пока ток I_vs1, протекающий через него не станет равным нулю, так как нагрузка активная, то момент прохождения тока I_vs1 будет совпадать с моментом спада до нуля напряжения U_а0 Среднее значение выпрямленного напряжения

Где U2- действующее значение напряжения на полуобмотке Среднее значение выпрямленного тока I_d=U_d/R_d=(2√2π)(U₂/R_d)

1 1.Основные параметры, характеризующие работу тиристоров в схеме Основные параметры характеризующие работу тиристоров VS1 и VS2 в схеме можно выразить следующими соотношениями: 1.Максимальное значение обратного напряжения на тиристоре 2.Максимальное значение тока тиристора 3.Среднее значение тока тиристора равно половине тока нагрузки, так как в схеме поочередно проводят ток два тиристора 4.Действующее значение тока тиристора 5.Действующее значение токов первичной и вторичной полуобмоток, выраженные через ток I_d 6.Мощности обмоток трансформатора можно выразить 7.Расчетная мощность трансформатора 8.Полная активная мощность в нагрузке

1 2.Работа схемы на активную нагрузку при α˃0 1.Предположим что начиная с момента wt=0 оба тиристора выключены и ток не проводят. При этом будем считать, что потенциал точки а вторичной обмотки положителен относительно средней точки 0, а точки b-отрицателен Очевидно, что при такой полярности напряжений вторичной обмотки к тиристору VS1 будет приложено прямое напряжение U_vs1=U_ab. А к тиристору VS2- обратное напряжение U_vs2=U_b0 2.Пусть в момент wt=α на управляющий электрод тиристора VS1 подается управляющий импульс, тогда тиристор VS включится и в нагрузке R_d начнет протекать ток I₁=I_vs1 под воздействием напряжения U_a0. Начиная с этого же момента к тиристору VS2 будет приложено обратное напряжение U_vs2, равное разности напряжений U_ba=U_b0-U_a0 двух вторичных полуобмоток Тиристор VS1 будет находится в проводящем состоянии до тез пор, пока ток протекающий через него, не спадет до нуля. Так как нагрузка активная и форма тока, проходящего через нагрузку, повторяет форму напряжения U_a0, то тиристор VS1 выключится в момент wt=π. Поскольку через половину периода полярность напряжения на вторичной обмотке изменяется на противоположную, то при подаче управляющего импульса на тиристор VS2 в момент wt=π±α он включится. Затем указанные процессы повторяются в каждом периоде.

1 3.Работа схемы на активно-индуктивную нагрузку при α=0

Цепь нагрузки включена индуктивность L_d в которой обычно выполняют роль фильтра переменной составляющей выпрямленного напряжения. Индуктивность в электрической цепи является инерционным элементом, в котором изменение тока происходит с запаздыванием относительно приложенного напряжения. Ток после начала работы выпрямителя нарастания тока i_d в нагрузке будет происходить постепенно, но и тем медленнее чем больше пост времени i_d=I_dR_d. Рассмотрим диаграмму: можно считать что вся переменная составляющего выпрямителя- выпрямленного напряжения выделится на индуктивности, а постоянная на сопр-ие выпрямленного u_d и его среднее значение U_d остаются такими же как и при активной нагрузке.. Основное отличие заключается в том, что изменяется форма токов тиристоров, которая при ωL_d=∞ становится прямоугольной. В связи с изменением формы токов меняются действительные и мгновенные значения токов тиристора так же токов в обмотках трансформатора и соответственно его расчетная мощность. Таким образом, наличие достаточно большой индуктивности в цепи нагрузки приводит к увеличению расчетной мощности трансформатора, но улучшает использование тиристоров по току.

14.Работа схемы на активно-индуктивную нагрузку при α˃0 Наличие индуктивности в цепи постоянного тока при α˃0 приводит к тому, что после прохождения напряжения через ноль находящийся в проводящем состоянии тиристоре продолжает проткать тока за счет энергии накопленной в индуктивности. Тиристор продолжает проводить ток и после того как напряжение U_a0 станет отрицательным. При достаточно большой индуктивности этот тиристор будет проводить ток до тех пор, пока не будет подан управляющий инмульс на тиристор 2. Тогда тиристор 2 включится, а тиристор 1 выкл. Тиристор 2 будет проводить ток, пока снова не будет подан управляющий импульс на тиристор 1. При ωL_d=∞ ток в цепи нагрузки идеально сглажен, а токи тиристоров имеют прямоугольную форму, но сдвинуты относительно выпрямленного напряжения на угол α. Сдвиг тока приводит к появлению в выпрямленном напряжении отрицательных участков что вызывает снижение его среднего значения U_d

Среднее значение выпрямленного напряжения является его постоянной составляющей, а при ωL_d=∞ выделяется на сопротивления R_d, а переменная составляющая на индуктивности L_d. Форма выпрямленного напряжения повторяются в интервале углов от α до π+α и становится =0(U_d) при α=π/2.