загрузка...
загрузка...
На головну

Керовані випрямлячі на тиристорах

  1. Випрямлячі та інвертори промислової частоти.
  2. Двухполуперіодні однофазні випрямлячі
  3. Загальні принципи організації сучасних обчислювальних систем (архітектура фон Неймона, багатопроцесорні системи, машини, керовані потоками даних).
  4. Процеси керовані і некеровані.
  5. самоврядні муфти
  6. самоврядні муфти
  7. Трифазні некерований ВИПРЯМЛЯЧІ

Широке застосування тиристорів при регулюванні напруги пояснюється наступними їх перевагами в порівнянні з розглянутими раніше схемами:

- Велика економічність внаслідок малого падіння напруги в провідному стані (близько 2 В);

- Висока швидкість регулювання, що дозволяє забезпечити стабілізацію випрямленої напруги і здійснити захист випрямляча від перевантажень і коротких замикань;

- Менша необхідна потужність управління;

- Менші габаритні розміри і маса.

керовані вентилі - тиристори - можуть перебувати в двох крайніх станах (рис. 122, а): відкритому (ділянка ВС) і закритому (ділянка 0А). Момент включення тиристора можна регулювати, подаючи управляючий імпульс струму на р-п-перехід, що прилягає до катода (рис. 122, б). Струм навантаження, проходячи через від критий тиристор, зміщує всі три

Мал. 122. Вольтамперная характеристика тиристора (А), його структура, (Б) і умовне графічне позначення (в): Iу - ток управління; А - анод; К - катод: УЕ - керуючий електрод /

Мал. 123. Структурна схема керованого випрямляча (і), принципова схема найпростішого РВБ (б) і діаграми напруг на його вході і виході (в)

eго р-п-переходу в прямому напрямку, і керуючий електрод (УЕ) втрачає вплив на процеси, що відбуваються в тиристорі. При падінні прямого струму до нуля після розсмоктування заряду неосновних носіїв в базових областях тиристор замикається і його управляючі властивості відновлюються. Умовне графічне позначення тиристора наведено на рис. 122, в.

На рис. 123, а приведена структурна схема керованого випрямляча на керованих вентилях.

Принциповою відмінністю схеми керованого випрямляча (УВ) від некерованого є наявність в ній регульованого вентильного блоку (РВБ) та внутрішнього облаштування управління (УУ), що регулює напругу мережі. Найпростіша схема РВБ на одному тиристорі VS приведена на рис. 123, б. Слід нагадати, що для включення тиристора необхідно виконання наступних умов: напруга на його аноді має бути позитивним, але меншеUПР.ВКЛ., А до керуючого електрода (УЕ) має бути прикладена позитивна напруга, відповідне відмикає струму. Перша умова виконується для позитивних напівхвиль напруги U2, а для виконання другої умови до керуючого електрода тиристора підводиться отпирающий (управитель) позитивний імпульс напруги Uy.

У момент приходу імпульсу, відповідного кутку відмикання а, тиристор втрачає управляючі властивості, тому, коли напруга на аноді стане рівним нулю, відбудеться його виключення. Форма напруги на резистивної навантаженні RHбез фільтра показана на рис. 123, в. Момент включення тиристора

 можна регулювати в межах позитивної напівхвилі вихідного напруги U2 трансформатора, тобто в діапазоні 0 ????. При цьому якщо тиристор включається при ? = 0, то середнє випрямлена напруга навантаження UН.С.В.= 0. Такий спосіб управління тиристором називається фазоімпульсной.

У розглянутій схемі керованого випрямляча пульсації напруги навантаження досить великі, тому для їх зменшення необхідно включити згладжує фільтр. Слід зазначити, що в тиристорних керованих випрямлячах використовують фільтри, що починаються з дроселя, так як при підключенні відразу ємнісного фільтра заряд конденсатора через відкритий тиристор може супроводжуватися великим струмом, який може вивести тиристор з ладу.

Розглянемо роботу схеми двофазного керованого випрямляча (ріс.124, а) з індуктивно-ємнісним фільтром. У цій схемі можливі два режими роботи: без блокувального діода (VD) і з блокувальним діодом. Різниця цих режимів полягає в способі виключення тиристорів.

Мал. 124. Схема двофазного керованого випрямляча ), Тимчасові діаграми напруг на вході і виході (Б) і регулювальні криві (в 1 - без діода VD; 2 - при наявності діода VD.

Робота випрямляча без блокувального діода відбувається наступним чином. З надходженням керуючого імпульсу тиристор VS1 включається з кутом відмикання ?. На вихід випрямляча передається напруга першої фази вторинної обмотки U '2. при t ? п напруга U '2 змінює полярність на негативну, але тиристор VS1 не закривається, так як через нього проходить струм дроселя фільтра Lф, І напруга самоіндукції забезпечує його відкрите стан.

при t = ? + п включається тиристор VS2, який передає на вихід напруга U "2 другої фази вторинної обмотки, В цьому випадку струм дроселя фільтра Lфперемикається на другу фазу, а тиристор VS1закривається. Напруги на виході випрямляча Uo і навантаженні UH показано на рис. 124, б (Заштриховані області).

При досить великому значенні Lф = RH/ ?угол включення тиристорів можна регулювати від нуля до ? / 2, як показано на рис. 124, в (Крива 1прі L = ?).

Напруга навантаження зростає зі зменшенням кута ? і зменшується при його збільшенні.

При роботі випрямляча з блокувальним діодом VD тиристори VS1 та VS2виключаются, коли напруга на його аноді стає рівним нулю. При цьому перебіг струму в дроселі фільтра не переривається через включення діода VD.

В результаті частина періоду від ?до ? + ? ток в дроселі (а значить, і в навантаженні) проходить через діод VD, і напруга на виході випрямляча не змінює полярності, як показано на рис. 124, б.

Кут ? відмикання тиристора в схемі з діодом VD можна регулювати від нуля до ?, як показано на рис. 124, в (Крива 2 при L = 0).

При однаковому куті відмикання тиристорів в схемі без блокувального діода напруга на навантаженні менше, ніж в схемі з блокувальним діодом, так як протягом частини періоду повторення вхідного напруги на його вихід передається негативна напруга.

Мостовий керований випрямляч.Мостовий випрямляч можна побудувати з меншим (ніж чотири) числом тиристорів, так як для забезпечення управління досить включити в кожну з двох послідовних ланцюгів, що складаються з двох діодів, один діод керований, а інший - некерований (рис. 125, а), Застосування двох керованих діодів замість чотирьох (див. Рис. 124) дозволяє спростити схему управління і здешевити вартість вентильной групи.

Розглянемо роботу схеми мостового випрямляча, в якій одночасно працюють тиристор VS1 і вентиль VD2 або тиристор VS2 і вентиль VD1. Тимчасові діаграми напруг і то-

Мал. 125. Мостова схема керованого випрямляча (А) і тимчасові діаграми напруг і струмів в цій схемі (Б)

ков при роботі такої схеми на індуктивне навантаження показані на рис. 125, 6.

У момент часу t1на керуючий електрод тиристора VS1подается імпульс управління, що відкриває його. В інтервалі часу від t1 до t2ток протікає через тиристор VS1 та вентиль VD ,. і напруга на виході випрямляча повторює вхідну напругу U2. У момент часу t3 напругу U2ізменяет свою полярність, і вентиль VD2запірается, а вентиль VD1откривается. Перемикання тиристорів в цей момент часу статися не може, так як на керуючий електрод тиристора VS2не надходить імпульс управління. В результаті протягом періоду часу від t2до t3 відкриті тиристор VS1 та вентиль VD2 і через них протікає струм навантаження I0.

випрямлена напруга U0 в цьому інтервалі часу дорівнює нулю (так як вихід випрямляча закорочен), а струм навантаження підтримується за рахунок енергії, запасеної в дроселі L. У момент часу t3за рахунок керуючого імпульсу відкривається тиристор VS2, а тиристор VS1 закривається, так як на нього при цьому подається зворотна напруга.

В інтервалі часу від t3до t4ток проводять і тиристор VS2, і вентиль VD1, а напруга на виході випрямляча U0 аналогічно вхідній напрузі U2, але з протилежним знаком,

У момент часу U знову відбувається комутація струму в групі некерованих вентилів: закривається вентиль VD1 і відкривається вентиль VD2.

В інтервалі часу від t4 до t5 тиристор VS2 і вентиль VD1 відкриті, напруга на виході випрямляча U0 = 0, а струм навантаження Iо підтримується незмінним за рахунок енергії, запасеної в дроселі. В інтервалі часу від t5 до t6 процеси ідентичні процесам в інтервалі від t1 до t2.

Як видно з рис. 125, б, тимчасова діаграма випрямленої напруги U0 в цій схемі така ж, як і в схемі випрямляча з активним навантаженням.

ПРИСТРОЇ ЗАХИСТУ ВІД ПЕРЕВАНТАЖЕНЬ

Вторинні джерела живлення часто постачають пристроями електронного захисту (УЗ) від перевантажень короткого замикання. Такі пристрої включають в себе наступні елементи: датчик контрольованої величини (струму, напруги або температури); порогове пристрій (ПУ) або схему порівняння; виконавчий пристрій (ВП). Найчастіше потрібен захист джерел живлення від перевантаження. У цьому випадку, коли значення струму перевищить допустимий, включається граничний пристрій і призводить виконавчий механізм в стан відключення навантаження.

Пристрої захисту виконуються з автоматичним повторним включенням харчуванні після деякого часу або з обмеженням потужності, що віддається навантаженні.


Схема пристрою захисту від перевантажень по струму (і споживаної потужності) показана на рис. 126. Пристрій працює наступним чином. Напруга з вторинної обмотки трансформатора струму ТА, використовуваного в якості перетворювача струму, випрямляється діодом VD1 і згладжується фільтром R 7, З 1. Змінний резистор R1 використовується для регулювання порога спрацьовування. Як порогового пристрою використовується логічний елемент DD1.1, виконаний за КМОП-технології. Рівні спрацьовування таких елементів стабільні і близькі до половини напруги живлення мікросхеми. При підвищеному струмі навантаження після спрацьовування елемента DDL] запускається чекає мультивибратор на основі логічних елементів DD1.2 и DD1.3 (Одно-вібратор), який формує негативне вихідна напруга, що відключає (або замикає) ланцюг живлення навантаження. Через деякий час, яке визначається часом розряду конденсатора С2 через резистор R3, одновибратор перемикається в початковий (що чекає) стан з формуванням на виході стрибка позитивного напруги. Ця напруга відповідає сигналу включення живлення навантаження або відновлення нормального робочого стану джерела живлення.

Мал. 126. Електрична схема пристрою захисту від перевантажень по струму з автоматичним відновленням робочого стану джерела живлення

Аналогічно працюють пристрої захисту від підвищення напруги і температури, тобто при стрибку температури або напруги відповідний сигнал подається на логічний елемент DD1.1, який запускає одновібратор, що відключає харчування на певний час.

 На закінчення необхідно відзначити, що вибір схеми вторинного джерела живлення і параметрів

її елементів визначається рівнем вимог до коефіцієнту стабілізації напруги і потужністю, необхідної для харчування електронної апаратури. Для дуже потужною апаратури (1 ... 100 кВт - звукова апаратура концертних залів, радіостанції і т. П.), А також на транспортних засобах з керованим приводом вимоги до стабільності напруги нижче. У них використовуються потужні випрямні установки для трифазного напруги з використанням тиристорів.

 



Попередня   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   Наступна

Типи фотоелектронних приладів | електровакуумні фотоелементи | напівпровідникові фотоелементи | Тиратрон тліючого розряду | Загальні відомості, СТРУКТУРА І КЛАСИФІКАЦІЯ | Двухполуперіодні однофазні випрямлячі | Трифазні некерований ВИПРЯМЛЯЧІ | Згладжує фільтр НА ОСНОВІ ємності та індуктивності | Г-образні, П-образні і активні згладжують фільтри. | Електронні фільтри. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати