ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ИНВЕРТОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Назначение. Термины и определения. Классификация из "Электропитающие устройства электроакустической и кинотехнической аппаратуры " Регулирование выпрямленного напряжения тиристором осуществляется изменением его угла открытия (отпирания, управления). Тиристором можно управлять амплитудным, фазовым и импульсно-фазовым способами. [c.172] Амплитудный способ управления состоит в том, что изменяя значение управляющего напряжения (рис. 4.7, а) перемещают точку встречи — пересечения линии с характеристикой управления тиристора, т. е. отодвигают или приближают момент его открытия, определяемый углом а. Отсчет угла а начинаем с момента появления на аноде положительного потенциала по отношению к катоду, что соответствует (—зг/2) для однофазной схемы и (—я/т ) для многофазных схем, принимая, что напряжение изменяется по косинусоидальному закону. Форма анодного тока при активной нагрузке будет совпадать с формой анодного напряжения Ыан, начиная с угла [—(я/2 —а)] до я/2 для однофазной схемы (если не принимать во внимание напряжение, при котором прекращается ток). Для многофазных схем анодный ток начнется при = —(я/т — а) и продлится до тех пор, пока не вступит в работу следующая фаза, т. е. до = п т + а. Резистор / ограничивает значение пускового тока в цепи управления. Напряжение на потребителе имеет такую же форму, как и ток через него. [c.172] Недостатком такого амплитудного способа управления является большая нестабильность угла открытия, так как вследствие возможных изменений окружающей температуры пусковая характеристика превращается в пусковую область. При этом угол а может принимать любые значения от до а. , что значительно снизит значение выпрямленного напряжения /7аср. [c.172] Другим недостатком амплитудного регулирования является невозможность получения а я/т , что очевидно, так как при дальнейшем росте и у — после достижения а =п1т открыть тиристор невозможно. Это уменьшает кратность регулирования для однофазной и двухфазной схем и трехфазной схемы Миткевича до 0,5, а для схемы Ларионова —до 0,87. [c.172] Резистор можно подобрать так, чтобы положительное значение напряжения %эк не превышало 0,25 В. Отрицательное значение напряжения у э к появляюш,ееся при Ысь отопрет диод УВ2 и Ыу э к упадет до прямого напряжения открытого диода (десятые доли вольта), которые ниже максимально допустимого обратного напряжения /у эк доп (ограничено для большинства тиристоров значением около 1 В). [c.173] В большей мере свободен от указанных недостатков фазовый способ управления подачей на управляющий электрод переменного управляющего напряжения той же частоты, что и анодное. Управляющее напряжение сдвигают по фазе по отношению к анодному напряжению. При этом способе управления угол открытия может изменяться в широких пределах. Однако хотя нестабильность угла открытия значительно уменьшена за счет крутизны нарастания управляющего напряжения, тем не менее она все еще велика. Это вытекает из того, что крутизна нарастания синусоидального сетевого напряжения недостаточна. Для достаточной стабильности необходимо обеспечить крутизну нарастания управляющего напряжения порядка 20...30 В/эл. град, что при Д = 50 Гц требует амплитуды управляющего напряжения около 2...3 кВ. [c.174] Большую крутизну нарастания управляющего напряжения получают, применяя Пу в форме импульса (пика). Такой способ управления называют импульсно-фазовым, так как для изменения угла открытия тиристора управляющий импульс сдвигают по фазе. [c.174] Одна из наиболее перспективных схем с использованием двухбазового диода (однопереходного транзистора) приведена на рис. 4.7, е. Эта схема проста, работает устойчиво при температурах от —60 до +150° С и, если вместо резистора НЗ включить трансформатор с несколькими вторичными обмотками, то можно управлять несколькими тиристорами. [c.174] Если бы VT питался от источника постоянного тока, то возникла бы необходимость в принудительной синхронизации точки и периода следования Т управляющих импульсов с частотой сети переменного тока. В данном случае питание VI происходит от сети переменного тока, чем автоматически обеспечивается синхронизация (самосинхронизация) — заряд конденсатора С начинается с началом появления положительной полуволны. [c.175] Угол открытия а в такой схеме можно изменять за счет Ri от 10. ..15 до 180°. При необходимости регулировать выпрямленное напряженнее а О параллельно резистору R1 следует включать ускоряющую цепочку Ry y (показана штриховыми линиями). [c.175] Для управления мощными тиристорами блоки генератора импульсов и фазовращателя изготавливают раздельными. Оба блока усложнены, но зато обеспечивают легкую настройку и регулировку и дают на выходе мощные управляющие импульсы с необходимыми параметрами. [c.176] Существует несколько принципов построения таких систем управления, которые разнятся своими фазосдвигающими (фазовращающими) устройствами. Для всех этих систем применяют одну и ту же структурную схему генератора импульсов. Методы управления бывают с импульсными трансформаторами (вертикальный), мостовыми фазосдвигающими усгройствами, однополупериодными магнитными усилителями и одноканальным управлением. Эти методы подробно рассматриваются в специальной литературе, посвященной тиристорным преобразователям. Ниже кратко рассмотрен вертикальный метод управления, применяемый в тиристорных стабилизированных выпрямителях для питания ксеноновых ламп. [c.176] Генератор импульсов увеличивает мощность сигнала, поступившего от фазовращателя и преобразует его форму в необходимый для управления 1Иристором вид. [c.177] Генератор импульсов (рис. 4.8, б) состоит из предварительного усилителя, который усиливает первичный импульс, приходящий после фазовращателя, и подает его на фсрмирователь импульсов. Последний (обычно блокинг-генератор, чаще всего, в ждущем режиме работы) генерирует на выходе вторичный импульс требуемой формы и продолжительности. Если мощность вторичного импульса недостаточна, то оконечный усилитель усиливает его до величины, обеспечивающей открытие тиристора. Узел выходных цепей согласовывает выход оконечного усилителя с входной цепью тиристора. [c.177] Такая схема, кажущаяся па первый взгляд сложной, обеспечивает вторичные импульсы, параметры которых определяются характеристикой управления тиристора (рис. 4.9). На этом рисунке кривые А w Б определяют разброс вольтамперных прямых диодных характеристик управляющего р-п перехода тиристоров данного типа. Горизонтальные штриховые прямые определяют наибольшее значение минимально необходимого напряжения, а вертикальные — наибольшее значение минимально необходимого тока для отпирания любого тиристора данного типа (при разной температуре окружающей среды). [c.177] Характеристики, показанные на рис. 4.9, имеют еще две ограничивающие линии (на рисунке не приведены) одна вертикальная, соответствующая предельно допустимому току управляющего электрода, и одна горизонтальная — предельно допустимому прямому напряжению в цепи управления. [c.177] Каждый конкретный тиристор отпирается в определенной точке, лежащей в плоскости, ограниченной кривыми л и и горизонтальной и вертикальной прямыми, соответствующими данной температуре. Линии с надписями 100, 50 и 25 % характеризуют предельно допустимую пиковую мощность рассеяния на управляющем р-п переходе 100 % — при управлении постоянным током 50 и 25 % —при импульсном управлении со скважностью соответственно 2 и 4. [c.177] Для надежного отпирания любого тиристора данного типа система управления должна обеспечить ток и напряжение управления, характеризуемые точкой на графике рис. 4.9, лежащей вне прямоугольника, образованного штриховыми линиями и не доходящей ни до одной из ограничивающих линий н кривых. Этому требованию, к примеру, удовлетворяет источник с внешней характеристикой, показанной штрих-пунктирной линией. По этой характеристике определяется напряжение холостого хода, ток короткого замыкания источника и значение сопротивления ограничительного резистора R в схеме на рис. 4.7, а, б и в). [c.177] Определим постоянную составляющую напряжения холостого хода Охаср, создаваемую многофазным (т 2) управляемым выпрямителем на зажимах потребителя. [c.178] Из полученного выражения следует, что кратность регулирования соответствует os а. [c.178] Вернуться к основной статье