Электрическая схема формирования импульсов управления одним каналом приведена на рисунке.
Для управления тиристором, включенным в фазу А, складываются напряжения синхронизации НС вторичных обмоток вспомогательного трансформатора. Напряжение Uc, синхронизированное с напряжением фазы С, сравнивается с напряжением Uв, синхронизированным с напряжением, находящимся в противофазе с напряжением фазы В питающей сети. Каждое из этих напряжений подается на цепь, состоящую из стабилитрона VD6О (VD61), срезающего отрицательную полуволну синусоидального напряжения и элементов R80, С50 (R81, С51), образующих высокочастотные фильтры. Полученные напряжения, представляющие собой положительные полуволны синусоид, сдвинутые между собой на 60 эл. град., являются напряжениями запуска ФИ, построенного на элементе И-HE серии К5IIЛАI. Элемент имеет пороговое напряжение срабатывания Uпор=7 V, следовательно, любой сигнал запуска на входе элемента, меньший этого значения, принимается за логический 0, а выше — за логическую 1.
Функционирование одного элемента И-НЕ пояснено в таблице ниже. В таблице показано состояние выходов при различных сочетаниях сигналов на входах.
Входы | Выходы
1 2 |
________________
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
На двух графиках показаны пульсирующие напряжения запуска Uc и Uв, поступающие на входы ФИ, на третьем — импульсы постоянного тока, формируемые ФИ, совмещенные во времени на одном графике с синусоидальными напряжениями всех фаз вторичных обмоток силового трансформатора.
На выходе ФИ будет сформирован импульс положительной полярности в том случае, если Uc меньше Uпор, а Uв больше Uпор.
Если Uупр=0, то начало формирования положительного импульса совпадает с естественное точкой коммутации (ЕТК) тиристора (α=0). В этом случае напряжение на выходе выпрямителя будет максимальным.
Из диаграммы видно, что положительный импульс будет длиться в течение 60 эл. град. (равных углу сдвига между фазами напряжений Uc и Uв), а нулевой сигнал в течение 300 эл. град.
Из схемы видно, что после прохождения импульсов через оконечный каскад ОУ импульсы открывают тиристор. Совместив диаграмму импульсов с диаграммой напряжений вторичных обмоток силового трансформатора, видим, что напряжение на фазе А силового трансформатора появляется одновременно с появлением управляющего импульса. Поэтом тиристор, включенный в фазу открывается сразу (α=0).
Для изменения величины выпрямленного напряжения на переменную составляющую напряжения запуска на накладывается постоянная составляющая - напряжение управления Uy, которая приподнимает (осуществляя вертикальный принцип) синусоидальную составляющую напряжения запуска над уровнем порогового напряжения срабатывания Uпор ФИ.
Из графиков видно, что при увеличении Uy точки сопряжения синусоидальных составляющих Uc и Uв с порогом чувствительности перемещаются относительно вправо на угол α. Ширина положительного импульса остается равной 60 эл. гр. В результате смещения импульса на угол α тиристор будет открываться позже и будет открыт только в течение времени, соответствующего углу 180-α. Выпрямленное напряжение будет уменьшаться. Напряжение Uу в схеме ВДУ-506 изменяется от 2 до 12 V.
Для управления шестью тиристорами, включенными в схему выпрямления используются шесть ФИ, которые формируют импульсы управления путем попарного сравнения напряжений фаз обмоток НС вспомогательного трансформатора.
Импульсы подаются на оконечный каскад усилителя на транзисторе типа КТ815Б. Нагрузкой транзистора является цепь управляющего электрода тиристора. На этом каскаде происходит еще одна ступень усиления сигнала по току.
Билет 16
Выпрямители
Выпрямитель – устройство, преобразующее напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока В современных выпрямителях применяют полупроводниковые приборы, обладающие вентильными свойствами (односторонней проводимостью) - диоды.
Структурная схема выпрямителя приведена на рис у нке.
Силовой трансформатор 1предназначен для согласования входного (сетевого) и выходного (выпрямленного) напряжений выпрямителя и электрически (гальванически) отделяет питающую сеть от сети нагрузки. Блок вентилей 2выполняет функцию выпрямления переменного тока для уменьшения пульсации выпрямленного тока в цепи нагрузки 4применяется сглаживающий фильтр З. В случае управляемого выпрямителя необходим блок 5, содержащий систему управления вентилями и систему автоматического регулирования. Блок б представляет систему защиты и сигнализации выпрямителя от повреждения в аварийных режимах. В отдельных случаях могут отсутствовать некоторые звенья приведенной структурной схемы. Например, выпрямитель может быть включен в сеть без трансформатора, или работа выпрямителя на нагрузку осуществляется без фильтра и без регулирования напряжения.
По схеме выпрямления чаще всего применяются – однополупериодные, двухполупериодные, мостовые, с удвоением (умножением) напряжения; однофазны и многофазные; и др. Из трехфазных: трехфазная с нулевой точкой и трехфазная мостовая (Ларионова).
Однофазная мостовая схема.
Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке
U2 - Напряжение вторичной обмотки трансформатора
Uн – Напряжение на нагрузке.
Uн0 – Напряжение на нагрузке при отсутствии конденсатора.
Основная особенность данной схемы – использование одной обмотки трансформатора при выпрямлении обоих полупериодов переменного напряжения.
При выпрямлении положительного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Верхний вывод вторичной обмотки – вентиль V2 – верхний вывод нагрузки – нагрузка - нижний вывод нагрузки - вентиль V3 – нижний вывод вторичной обмотки – обмотка.
При выпрямлении отрицательного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: нижний вывод вторичной обмотки – вентиль V4 – верхний вывод нагрузки - нагрузка – нижний вывод нагрузки – вентиль V1 – верхний вывод вторичной обмотки – обмотка.
В обоих случаях направление тока через нагрузку одинаково.