![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Однофазный мостовой автономный инвертор на тиристорах (схема; работа; осн. особенности, временные диаграммы).Для преобразования постоянного тока в переменный с неизменной или регулируемой частотой применяются устройства, называемые автономными инверторами (АИ). Схема однофазного двухпульсового параллельного автономного инвертора тока. В этой схеме перевод тока с одного управляемого вентиля на другой происходит с помощью предварительно заряженного конденсатора С1, подключенного параллельно первичной (либо вторичной) обмотке трансформатора. Тиристоры VS1 и VS2 включаются поочередно через 180 путем подачи на их управляющие электроды положительных импульсов от системы управления СУ. Когда управляющий импульс от СУ подан на VS1, то через него и связанную с ним полуобмотку трансформатора ох потечет ток заряда конденсатора С1. По закону электромагнитной индукции в полуобмотке оа наведется эдс, равная по величине, но противоположная по знаку эдс в полуобмотке ох. Конденсатор С1 в конце полупериода будет заряжен до напряжения
Временные диаграммы токов и напряжений такого инвертора.
Форма кривой выходного напряжения будет изменяться при изменении емкости При неизменной коммутирующей емкости и изменяющейся нагрузке форма выходного напряжения также меняется. Например, при уменьшении нагрузки кривая выходного напряжения приближается к треугольной форме. При больших нагрузках она соответствует прямоугольной форме. Кривая выходного напряжения наиболее близка к синусоиде, когда собственная частота колебаний контура инвертора, обусловленная Зависимость входного напряжения в относительных единицах от параметра В называют входной характеристикой АИ. Семейство таких характеристик представлено на рис. 8.3. Рис. Входные характеристики автономного инвертора На входной характеристике
где Коэффициент схемы зависит от типа схемы и числа фаз инвертора. Для однофазной схемы инвертора, изображенной на рис. 8.2, он определяется по формуле
Выходные характеристики представляются также в относительных величинах и выражают зависимость напряжения нагрузки от того же параметра В. На рис. 8.4 представлено семейство выходных характеристик при постоянных значениях угла сдвига фаз. Угол сдвига фаз можно определить, зная величины активной и полной мощностей автономного инвертора тока,
Автономные инверторы широко применяются в промышленности и на транспорте для питания потребителей переменного тока с имеющейся сетью постоянного тока. Например, в электроприводе переменного тока для плавного регулирования скорости вращения двигателей, системах передачи энергии постоянным током, тяговых подстанциях постоянного тока для преобразования напряжения одной величины в другую, бортовых системах самолетов и других летательных аппаратов и многих других областях. 3-4. Фазовое регулирование в однофазных и многофазных цепях переменного тока (на сх. однофазного управляемого выпрямителя, временные диаграммы при разном характере нагрузки, нагрузки: активная, индуктивная). Фазовое регулирование напряжения — это регулирование электрического напряжения путём изменения угла открытия тиристоров, симисторов, тиратронов или иных приборов, из которых собран выпрямитель или ключ. В результате изменения угла открытия к нагрузке идут неполные полуволны синусоиды (обычно без переднего фронта), в результате чего снижается действующее напряжение. Такое регулирование используется для плавного пуска двигателей постоянного тока, управления током зарядки аккумуляторных батарей и других целей. [Однофазный однополупериодный выпрямитель
Однополупериодный выпрямитель или четвертьмост является простейшим выпрямителем и включает в себя один вентиль (диод или тиристор). Допущения: нагрузка чисто-активная, вентиль — идеальный электрический ключ. Полный мост:
Принцип регулирования фазного напряжения. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора проходит через вентиль на нагрузку только в положительные полупериоды переменного напряжения. В отрицательные полупериоды вентиль закрыт, всё падение напряжения происходит на вентиле, а напряжение на нагрузке Uн равно нулю.
Недостатки:[9]
Преимущества:
Входной коэффициент сдвига и коэффициент мощности. Второй важной характеристикой регулятора напряжения является его входная энергетическая характеристика - зависимость входного коэффициента мощности от степени регулирования выходного напряжения. Так как входной коэффициент мощности равен произведению коэффициента сдвига на коэффициент искажения входного тока, то удобно найти отдельные зависимости для указанных сомножителей. 3-5. Регулирование напряжения переменного тока (на примере сх. используемой встречно-параллельное включение тиристоров, диаграммы при разном характере нагрузки и соотношении α и φ, нагрузки R и L). Простейший регулятор однофазного переменного напряжения состоит из двух встречно-параллельно включенных тиристоров, соединенных последовательно с нагрузкой, как показано на рис. 3.2.1.
РИС. 3.2.2 Возможен и другой способ регулирования переменного напряжения в этой схеме - широтно-импульсное регулирование при естественной коммутации. На рис. 3.2.3 показаны диаграммы входного напряжения и входного тока такого регулятора (первая диаграмма) и выходного напряжения (вторая диаграмма) при работе на активную нагрузку (термопечи сопротивления). Здесь уже цель регулирования состоит в изменении действующего значения напряжения на активной нагрузке для преобразования электрической энергии в тепловую. При таком регулировании период входного тока регулятора ТU много больше периода сетевого напряжения Т1 и в этом токе появляются субгармоники, т.е. гармоники с частотой ниже частоты сетевого напряжения. Это, в свою очередь, при «слабой» сети может вызвать в ней низкочастотные колебания уровня напряжения, приводящие к мерцанию освещения (фликкер-эффект), нормы которого устанавливаются ГОСТом на качество электроэнергии. Улучшение напряжения, основные схемы которых приведены на рис. 3.2.4. Схема на рис. 3.2.4,а объединяет три однофазных регулятора и при отсутствии нулевого провода характеризуется лучшим качеством выходного фазного напряжения, как в шестипульсной схеме, а не как в двухпульсной схеме однофазного регулятора. Форма напряжения на фазе нагрузки и ток фазы показаны на рис. 3.2.5,а,б для активной и активно-индуктивной нагрузки соответственно. Более простая схема регулятора на рис. 3.2.4,б характеризуется худшим качеством выходного напряжения, проявляющимся в неодинаковости форм полуволн фазного напряжения, но без постоянной составляющей в нем. Схемы регуляторов на рис. 3.2.4,в,г применимы при условии доступности всех шести концов трехфазной нагрузки. При использовании трансформатора в регуляторе возможно более качественное регулирование переменного напряжения за счет использования комбинации фазового и амплитудного способов регулирования.
|