Материал: Источники питания РЭА

Рис.2.21. Регулируемый выпрямитель с управляемыми вентилями. СТ – Силовой трансформатор; БВУВ – Блок выпрямления с управляемыми вентилями; Ф – Сглаживающий фильтр; ГИ – Генератор импульсов;

ФУ – Фазосдвигающее устройство.

ГИ вырабатывает импульсы напряжения Uу, которые подаются на управляющие электродов тиристоров (в рассматриваемом выпрямителе используются два тиристора, управляемых по отдельным каналам

напряжениями Uу1 и Uу2).

Управляющие импульсы синхронизируются с изменением сетевого

напряжения Uc и сдвинуты относительно нулевых значений напряжения вторичной обмотки U на угол α (α = 0 – π). Изменяя фазовый угол α, напри-

мер, с помощью потенциометра Rр, можно управлять моментами перехода вентилей в проводящее состояние, то есть режимами работы силовой части

выпрямителя. В результате выпрямленное напряжение Uв изменяется по форме, а следовательно, изменяется и величина средне выпрямленного напряжения (рис.2.22).

Рис.2.22. Временные диаграммы работы выпрямителя на рис.2.21.

С увеличением угла α выходное напряжение уменьшается, но при этом увеличиваются пульсации выпрямленного напряжения и ухудшается коэффициент мощности выпрямителя, что является основным недостатком всех обычных управляемых выпрямителей.

Принципиальное исполнение основных элементов системы управления ФУ и ГИ зависят от мощности выпрямителя, от глубины диапазона регулирования выходного напряжения, от частоты напряжения питающей сети и других факторов.

Реализация регулируемых выпрямителей с управляемыми вен-

тилями. Простейшие схемы регулируемых выпрямителей образуются из соответствующих схем, нерегулируемых выпрямителей при полной или частичной замене полупроводниковых выпрямительных диодов тиристорами.

Один из вариантов реализации управляемого выпрямителя представлен на рис.2.23, а временная диаграмма его работы на рис.2.24.

Рис.2.23. Управляемый выпрямитель с трансформатором, имеющим средний отвод вторичной обмотки.

Пусть в начальный произвольно выбранный момент времени к началу первичной обмотки силового трансформатора Тр оказался приложенным положительный потенциал, к ее концу - отрицательный (напряжение гармонически изменяется от нулевого значения). Несмотря на наличие положительного напряжения на аноде тиристора VD1, он находится в закрытом состоянии, так как на его управляющем электроде отсутствует открывающее напряжение. Импульс управляющего напряжения подается на тири-

стор в момент времени, когда фазовый угол Uc изменится на величину α (рис.2.24). Тиристор VD1 открывается, через него начинает протекать ток нагрузки, а элементы сглаживающего фильтра – дроссель Др с индуктивностью L и конденсатор С - запасают электрическую энергию из питаю-

щей сети. После смены полярности напряжения питания тиристор VD1 закрывается. В течение последующего интервала времени (до момента подачи импульса напряжения на управляющий электрод тиристора VD2) нагрузка отключена от сети, но через нее протекает ток дросселя, который возвращается через диод VD3.

ωt Iн

После подачи импульса управляющего напряжения на тиристор VD2 он открывается и начинает проводить ток нагрузки. При этом диод VD3 закрывается (на его катоде положительный потенциал). Тиристор VD2 про-

водит ток до очередной смены полярности напряжения Uc. В дальнейшем процессы в схеме регулируемого выпрямителя (рис.2.24) повторяются.

Очевидно, что, изменяя во времени момент открывания тиристоров VD1 и VD2 относительно момента прохождения питающего напряжения через свое нулевое значение, можно осуществлять регулирование эффективного значения напряжения на нагрузке. Частным случаем такого регулирования является стабилизация выходного напряжения, когда его значе-