2.4.2 Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель

Схема получается путем замены диодов на тиристоры в трехфазном мостовом неуправляемом выпрямителе, рисунок 1.5.5. В любой момент времени в проводящем состоянии одновременно могут находиться те два тиристора, к которым приложено максимальное линейное напряжение. В результате переключения вентилей к нагрузке попеременно подключаются шесть линейных напряжений. Угол управления отсчитывается от точки естественной коммутации, то есть от момента времени, в который бы открылся диод в неуправляемом трехфазном мостовом выпрямителе.

Рис. 1.5.5.

При изменении угла управления в диапазоне переход одного линейного напряжения на другое осуществляется в пределах положительной полярности линейных напряжений, поэтому форма кривой выпрямленного напряжения и его среднее значение одинаковы как при активной, так и при активно-индуктивной нагрузке, рисунки 1.5.6, 1.5.7. Среднее значение выпрямленного напряжения:

, где

- среднее значение выпрямленного напряжения при угле управления , определяется так же как для неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя.

Рис. 1.5.6.

Максимальное обратное напряжение на вентиле, такое же, как в неуправляемой схеме:

.

Максимальное прямое напряжение:

.

При увеличении угла управления больше при работе на активную нагрузку в кривой выпрямленного тока появляются паузы, в течение которых мгновенное значение выпрямленного тока равно нулю. На рисуноке 1.5.6 изображены кривые фазных напряжений вторичной обмотки трансформатора и кривые выпрямленного напряжения для трех значений угла управления при активной нагрузке. Следует отметить, что для работы мостовой схемы необходимо подавать на вентили управляющие импульсы шириной больше или сдвоенные короткие импульсы. В случае использования одиночных импульсов шириной меньше не обеспечивается работа выпрямителя в режиме прерывистых токов. Среднее значение выпрямленного напряжения:

.

Предельный угол управления при работе на чисто активную нагрузку равен .

При работе управляемого выпрямителя на активно-индуктивную при углах управления больше в кривой выпрямленного напряжения появляются интервалы отрицательного напряжения, рисунок 1.5.7. При увеличении индуктивности нагрузки площадь отрицательных участков увеличивается. При работе на нагрузку с площадь отрицательных участков стремится к площади положительных участков выпрямленного напряжения. Максимальный угол управления при работе на чисто индуктивную нагрузку равен . Среднее значение выпрямленного напряжения при работе на активно-индуктивную нагрузку с непрерывным выпрямленным током:

.

Среднее значение выпрямленного напряжения при работе на активно-индуктивную нагрузку в режиме прерывистого тока зависит от параметров нагрузки и в каждом конкретном случае описывается своим выражением.

Рис. 1.5.7.

Схема обладает наилучшими техническими показателями из всех рассмотренных управляемых выпрямителей, в связи с чем, получила преимущественное применение в системах электропривода средней и большой мощности. Недостатками схемы являются: большое число управляемых вентилей, сложная система управления.

На рисунке 1.5.8 приведены регулировочные характеристики трехфазного мостового выпрямителя при работе на чисто активную и чисто индуктивную нагрузку.

Рис. 1.5.8.

Регулировочная характеристика выпрямителя при работе на реальную активно-индуктивную характеристику будет располагаться между этих двух характеристик.