Застосування тиристорів
Схема управління тиристором
Схема управління тиристора, що не замикається, представлена на рис. 15.3.
Мал. 15.3. Схема керування тиристором
Призначення елементів схеми. Імпульсний трансформатор Т служить для гальванічної розв'язки схеми, що формує імпульс управління від силової ланцюга, в якій встановлений тиристор VS. Діод VD призначений для захисту керуючого тиристора електрода від негативного викиду напруги, який утворюється на вторинній обмотці імпульсного трансформатора Т по зрізу імпульсу управління. Резистор Rогр = 10…100 Ом застосовується вирівнювання величини струму управління, оскільки вхідний опір керуючого електрода тиристорів дуже відрізняється навіть у партії. Якщо цей резистор не встановлений, то у тиристорів з низьким вхідним опором може статися перегрів і навіть вигоряння електрода, що управляє. Резистор Rш встановлюється для захисту від перешкод, що наводяться на дроти схеми управління, які можуть викликати відкривання тиристора без подачі імпульсу керуючого.
Якщо у схемі випрямляча замінити діоди на тиристори, можна отримати схему керованого випрямляча, випрямлену напругу на виході якого можна регулювати, змінюючи кут керування тиристором. У розділі 3 розглянуто схеми однофазних випрямлячів на діодах. Будь-яку з цих схем можна перетворити на керований випрямляч. Щоб з'ясувати, як впливає характеристики випрямляча застосування тиристорів замість діодів, розглянемо однофазний однополуперіодний випрямляч на тиристорі (рис. 15.4). Схема керування тиристором СУ застосована така ж, як на рис. 15.3. Для аналізу фізичних процесів у регульованому однофазному однонапівперіодному випрямлячі розглянемо йоготимчасову діаграму роботи (рис. 15.5).
Мал. 15.4. Регульований однофазний однонапівперіодний випрямляч
На другому графіку часової діаграми зображені імпульси керування тиристором з різним кутом керування a, який відраховується від моменту переходу синусоїди напруги U2 через вісь часу.
При a = 0 тиристор відкривається при мінімальному напрузі на аноді (практично як діод), тому струм з трансформатора в навантаження надходить протягом часу, що дорівнює тривалості позитивної напівхвилі синусоїди.
При a = 45 0 тиристор відкривається із затримкою на ¼ тривалості напівхвилі синусоїди, тому струм із трансформатора в навантаження надходить протягом ¾ тривалості напівхвилі синусоїди.
При a = 90 0 тиристор відкривається із затримкою на ½ тривалості напівхвилі синусоїди, і струм з трансформатора в навантаження надходить також протягом ½ тривалості напівхвилі синусоїди.
При a = 180 0 тиристор закритий весь час дії позитивної напівхвилі синусоїди, і струм із трансформатора в навантаження не надходить.
Отже, зі збільшенням a діюча напруга навантаження зменшуватиметься. Залежність вихідної напруги випрямляча від кута регулювання Ud = f(a) називається регулювальною характеристикою. Вона описується виразом
, (15.1)
де Ud0(a = 0) – напруга холостого ходу випрямляча при a = 0 (якби у схемі випрямляча застосовувалися діоди). У цій схемі Ud0(a = 0) = 0,45×U2.
На п'ятому графіку тимчасової діаграми зображено напругу, що діє на тиристор. При a = 0 до тиристору прикладена тільки зворотна напруга Ub.max, яка досягає амплітудного значення напруги вторинної обмотки та залежить від схеми випрямляча (див. лекцію 3). Длярозглянутого випрямляча
. (15.2)
При a > 0 до тиристору, крім зворотної напруги Ub.max, прикладається пряма напруга Ua, яку можна визначити за формулою
. (15.3)
Максимальна амплітуда Ua.max = U2m пряма напруга досягає при a = 90 0 . Для нормальної роботи схеми має виконуватися умова Ua.max
У зв'язку з тим, що при зміні кута регулювання a відбувається зсув у часі першої гармоніки споживаного з мережі струму i1(1) щодо напруги живлення, керований випрямляч споживає з мережі реактивну потужність навіть при суто активному навантаженні. Кут зсуву першої гармоніки струму мережі живлення i1(1) щодо напруги живлення
, (15.4)
де-амплітуда косинусної складової першої гармоніки розкладання в ряд Фур'є струму i1;
- Амплітуда синусної складової першої гармоніки розкладання в ряд Фур'є струму i1.
Чинне значення першої гармоніки струму в первинній обмотці трансформатора
. (15.5)
Коефіцієнт спотворення форми струму
. (15.6)
Коефіцієнт потужності випрямляча
, (15.7)
тобто зі зростанням кута регулювання коефіцієнт потужності знижується.
Керовані випрямлячі можна виконати і за двопівперіодною, і за бруківкою схемами. У цих схемах вихідна напруга в залежності від a також визначається виразом (15.1) тільки Ud0(a = 0) = 0,9×U2.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:
Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно