Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!
Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.
Когда точка а обладает положительным потенциалом относительно точки б, ток проходит так, как показано стрелкой с оперением: от точки а, через точку б, вентиль В1, точку а/, нагрузку Rн, точку б/, вентиль В3, точку г к точке б.
В это время вентили В2 и В4 находятся под обратным напряжением. В следующий полупериод, когда точка б приобретает положительный потенциал относительно точки а, путь тока (стрелки без оперения) будет таким: от точки б к точке г, через вентиль В2, точку а/, нагрузку Rн, точку б/, вентиль В4, точку в и , к точке а. в этот полупериод к вентилям В1 и В3 приложено обратное напряжение. Таким образом, ток через нагрузку Rн (цепь потребителя)проходит в течение обоих полупериодов в одном направлении (двухполупериодное выпрямление), поэтому у потребителя установится определенная полярность постоянного (выпрямленного) напряжения.
Полярность на нагрузке зависит от направления включения вентилей: если все вентили в схеме на 1800 , то у потребителя полярность также изменится на обратную.
Контрольные вопросы
1. Что такое выпрямленный ток A) ток, протекающий в нагрузке выпрямителя от отрицательного его зажима к положительному B) ток, протекающий в нагрузке выпрямителя от положительного его зажима к отрицательному C) ток на входе выпрямителя D) однофазный ток по мостовой схеме E) напряжение на вентиле
2. Устройство, предназначенное для согласования напряжения сети и нагрузки A) трансформатор B) вентиль C) инвертор D) фильтр E) тиристор
3. Как называются преобразователи постоянного тока в переменный A) выпрямители B) трансформаторы
C) инверторы D) фильтры E) нагрузка
4. Что такое выпрямленный ток A) ток, протекающий через инвертор B) ток, протекающий через фильтр C) ток, в реактивной нагрузке D) ток на входе выпрямителя E) ток, протекающий в нагрузке выпрямителя от положительного его зажима к отрицательному
5. Как называется напряжение на выходе выпрямителя A) напряжение питания B) управляющее напряжение
C) выпрямленное напряжение D) напряжение смещения E) распределенное напряжение
Лекция 7.
Управляемые выпрямители на тиристорах. Принципиальные схемы управляемых выпрямителей на тиристорах (однополупериодные однофазные и трехфазные схемы, двух полупериодные однофазные и трехфазные мостовые схемы).Принцип действия, временные диаграммы тока и напряжения, характеристики, достоинства и недостатки рассматриваемых схем, область применения.
Тиристоры
Нашли широкое практическое применение в управляемых выпрямителях и инверторах. Основные параметры тиристора: допустимый ток в открытом состоянии, допустимое прямое напряжение в закрытом состоянии и допустимое обратное напряжение. Тиристор может находится в двух устойчивых состояниях: закрытом при положительном или отрицательном напряжении на аноде и открытом. Перевод тиристора в открытое состояние (нормальное включение) производится путем пропускания тока в промежутке управляющий электрод – катод. Минимальное значение тока, при котором прямая ветвь ВАХ тиристора превращается в аналогичную ветвь диода, называется отпирающим током.
Для выключения тиристора нужно снизить протекающий через него основной ток так, чтобы он стал меньше удерживающего тока.
В схемах управляемых выпрямителей могут быть использованы тиристоры, в таких схемах имеется ряд особенностей в режимах работы: изменяются формы кривых токов и напряжений на элементах, меняется сам режим работы вентиля.
Схема включения тиристор в однополупериодной схеме на активную нагрузку.
а) Двухполупериодная однофазная схема управляемого выпрямителя.
б) Ток и напряжение на нагрузке
в) Ток и напряжение в вентилях
Важными параметрами тиристоров являются время включения t вкл.т и t выкл.т. эти параметры определяют соответственно время положительного фронта импульса тока (при отпирании прибора) и время отрицательного фронта импульса тока (при запирании прибора).
t вкл.т<< t выкл.т. надежная работа тиристоров в различных схемах с регулируемым выходным напряжением и инверторах обеспечивается, если скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии не превышает допустимого значения. При превышении этого значения тиристор может открыться даже при при I пр.у = 0. Нагрузка выпрямителя может иметь активный, индуктивный или емкостной характер.
Использование в схеме выпрямителя тиристоров позволяет задержать на требуемую величину начало прохождения тока через очередной вступающий в работу вентиль по отношению к моменту его естественного отпирания.
На управляющий электрод тиристора VS1 подается в момент времени ωt1. в этом случае вентиль включается с задержкой. Угол задержки, который отсчитывается от момента естественного включения вентиля (выражается в электрических градусах), называется углом управления и обозначается буквой α. В интервале от 0 до ωt1 напряжения на сопротивлении нагрузки не будет, так как оба тиристора VS1 и VS2 закрыты. В момент включения тиристора VS1 напряжение на нагрузке Uн скачком возрастает и далее будет изменяться по синусоиде фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора. В момент времени ωt2 фазное напряжение сменит знак, ток через тиристор VS1 упадет до нуля и он закроется. Далее в интервале от ωt2 до ωt3, равном углу управления, оба тиристора будут закрыты и в момент ωt3 откроется тиристор VS2. в момент ωt4 тиристор VS2 закроется. Далее процесс будет повторяться. В случае работы на активную нагрузку кривая выпрямленного тока будет полностью повторять кривую выпрямленного напряжения. На рис. б) показан характер изменения кривых тока и напряжения. Для работы схемы с углом управления , равным 600.
Кривые напряжения Uв на тиристорах рис. в). В интервале от 0 до ωt1 к тиристору VS1 приложено положительное фазное напряжение Uф. Далее от ωt1 до ωt2 тиристор находится в открытом состоянии и падение напряжения на нем равно нулю (идеальный вентиль). Через тиристор протекает ток Iв1. после прохождения момента ωt2 тиристор VS1 закроется и к нему прикладывается обратное напряжение, равное фазному, так как тиристор VS2 тоже закрыт. В момент π + α включится тиристор VS2, по нему потечет ток Iв2, а к первому тиристору будет приложено линейное напряжение U1 + U2, которое будет воздействовать до момента 2 π, когда выключится тиристор VS2. далее процессы будут повторяться.
Использование в схеме выпрямителя тиристоров позволяет задерживать на требуемую величину начало прохождения тока через очередной вступающий в работу вентиль по отношению к моменту его естественного отпирания.
Максимальное обратное напряжение на вентиле при углах регулирования меньше 900 равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора. Соотношение между средним и действующими значениями тока через вентиль зависит от величины угла управления. С увеличением угла управления отношение действующего тока к среднему возрастает, что необходимо учитывать при выборе элементов схемы.
Тиристоры выпускаются на токи от нескольких десятков ампер и напряжения Uобр. т и Uзкр. т до 1000 В. при заданных средних значениях выпрямленного напряжения U0 и токах I0 режимы работы вентилей, а следовательно их выбор, зависят от схемы выпрямителя и характера нагрузки, на которую он работает.
Контрольные вопросы.
1. Характер нагрузки выпрямителя A) такого понятия нет B) индуктивный C) емкостной D) активный, индуктивный или емкостной E) активный
2. Условие выключения тиристора A) основной ток меньше удерживающего тока B) на управляющем электроде большое напряжениеC) основной ток больше удерживающего тока D) основной ток равен удерживающему току E) фазное напряжение Uф = 0
3. При каких углах регулирования максимальное обратное напряжение на вентиле равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора A) меньше 900 B) больше 900
C) равное 1800 D) меньше 1800 E) больше 1800
4. От чего зависит соотношение между средним и действующими значениями тока через вентиль A) от фазного напряжения B) от удерживающего тока C) от обратного напряжения D) от линейного напряжения E) от величины угла управления
5. Единица измерения угла задержки A) линейные градусы B) величина безразмерная C) электрические градусы D) радиан E) такого понятия нет
6. Что такое угол управления A) угол, равный 1800 B) угол задержки , который отсчитывается от момента естественного включения вентиля C) угол, равный 00 D) угол задержки , который отсчитывается от момента естественного выключения вентиля E) угол, равный 3600
7. Что такое отпирающий ток тиристора A) прямой ток управления B) минимальное значение тока, при котором прямая ветвь ВАХ тиристора превращается в аналогичную ветвь диода C) максимальное значение тока, при котором прямая ветвь ВАХ тиристора превращается в аналогичную ветвь диода D) ток при обратном напряжении E) основной ток
8. Какой параметр определяет положительный фронт импульса тока A) t выкл.т. B) I пр.у C) Uф D) U обр.
E) t вкл.т
9. Падение напряжения на тиристоре в открытом состоянии A) 0 В B) 1,5…2,0 В C) более 2,0 В D) менее 1,5 В E) 1,5 В
Лекция 6
Выпрямление трехфазного переменного тока, пульсации выпрямленного напряжения и тока Трехфазная однополупериодная и двухполупериодная схемы выпрямителей (схема Ларионова и схема Миткевича). Принцип действия, временные диаграммы тока и напряжения, характеристики, достоинства и недостатки, область применения.
Выпрямление трехфазного переменного тока.
Рис. 1(а) Принципиальная электрическая схема трехфазного выпрямителя с нулевым выводом вторичной обмотки. Рис. 2. (б) Временная диаграмма работы.
Первичные и вторичные обмотки трансформатора имеют одинаковое число фаз (m = 3), каждая обмотка фазы располагается на отдельном стержне магнитопровода. На данной схеме первичные обмотки трансформатора включены звездой. В каждой фазе вторичной обмотки включается диод. Катоды диодов объединяются и подключаются к одному концу нагрузки. Другой конец нагрузки подсоединяется к нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора. На временной диаграмме видно, что в каждый момент времени ток проходит через тот диод, у которого напряжение на аноде выше, чем у двух других. В интервале t1 – t2 ток Iв1 проходит через диод VD1. К диодам VD2 и VD3 приложены меньшие напряжения, и они закрыты. Снижение напряжения первой фазы и повышение напряжения второй приведут в интервале t2 – t3 к протеканию Iв2 через диод VD2, диоды VD1 и VD3 будут закрыты. В промежуток времени t3 – t4 открыт VD3 , два другие закрыты. В рассматриваемой схеме в течение одного периода переменного тока каждый диод включается однократно и работает треть периода. Диоды и трансформатор для упрощения принимаем за идеальные, поэтому выпрямленное напряжение и ток в нагрузке повторяют огибающую фазных напряжений. Ток вторичной обмотки фазы трансформатора протекает только в одном направлении, при этом подмагничивается магнитопровод. Максимальная величина обратного напряжения, приложенного к закрытому диоду, равна амплитуде напряжения вторичной обмотки трансформатора.
Схема Ларионова.
ри
Рис. 2. (а) Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова )
Рис. 2. (б) временные диаграммы.
Схема содержит трехфазный трансформатор, к каждой вторичной обмотке фазы трансформатора подключены два диода, один анодом, другой - катодом. Диоды VD1, VD2 и VD3 образуют анодную группу диоды VD4 VD5 и VD6 – катодную группу. Нагрузка подключается между катодами анодной группы и анодами катодной группы. Временная диаграмма работы схемы на рис. 2 (б). В интервале t1 – t2 наибольшим положительным потенциалом обладает первая фаза, а наибольшим отрицательным потенциалом - вторая фаза. Открыты диоды VD1 и VD5, ток протекает по цепи: обмотка первой фазы вторичной обмотки, диод VD1, нагрузка, диод VD5 и обмотка второй фазы вторичной обмотки. В интервале времени t2 – t3 наибольшим положительным потенциалом обладает обмотка первой фазы, а наибольшим отрицательным потенциалом – вторичная обмотка третьей фазы трансформатора, поэтому закрывается диод VD5, открывается VD6 и ток протекает по цепи: обмотка первой фазы, диод VD1, нагрузка, диод VD6 и обмотка третьей фазы. В интервале t3 – t5 процесс повторяется с той разницей, что наибольший положительный потенциал имеет вторая фаза, наибольший отрицательный потенциал – первая и третья фазы, в проводящем состоянии находятся диоды VD2, VD6 (интервал t3 – t4 ) и VD4 (t4 – t5). В интервале времени t5 – t7 работают диоды VD3… VD5.
Конечно, для полного рассмотрения вопроса 'Однофазного тока по мостовой схеме', приведенной информации не достаточно, однако чтобы понять основы, её должно хватить. Если вы изучаете эту тему, с целью выполнения задания заданного преподавателем, вы можете обратится за консультацией в нашу компанию. В нашей команде работает большой состав специалистов, которые разбираются в изучаемом вами вопросе на экспертном уровне.
