Ші дәріс тақырыбы. «Бірфазалы басқарылатын түзеткіштер».

 

Бірфазалы басқарылатын түзеткіштерді екі схема - нөлдік шықпасымен (4.1сур.) және көпірлік схема (4.2 сур.) бойынша орындайды.

Бірфазалы басқарылатын түзеткіштердің жұмыс ұстанымын және сипаттамаларын нөлдік шықпасы бар схема мысалында қарастырамыз. Талдауды жүктеменің екі түрі – таза активті және активті-индуктивті жүктемемен жасаймыз. Т₁ және Т₂ тиристорларына трансформатордың екі екіншіреттік орамасы кернеулерінің u_2-1 + u_2-2 қосындысы келтіріледі. Т₁ тиристорында тура, ал Т₂ тиристорында - кері кернеу болады.

бұрышымен анықталатын t₁ уақыт мезетінде СУ басқару жүйесінен тиристордың басқарушы электродына импульс келеді (4.2, б сур.). Т1 тиристорының ашылу нәтижесінде R_н жүктемесі трансформатордың екіншіреттік орамдарының U_2-1 = U₂ кернеуіне қосылады.

4.1 суреті. Бірфазалы басқарылатын түзеткіш.

t_1- интервалында жүктемеде u_d кернеуі қалыптасады. Жүктеме және Т₁ тиристоры арқылы i_d = i_а = ud/R_н тогы өтеді (4.2, г сур.). Қоректендіру кернеуінің нөл арқылы өткенінде (t = ) Т₁ тиристорының тогы нөлге тең болып, тиристор жабылады. t₂ - = интервалында қоректендіру кернеуінің полярлығы қарама-қарсыға өзгереді.

4.2 суреті. Кернеу диаграммалары.

U_d кернеуінің бұрышына тәуелділігі басқарылатын түзеткіштің реттеу сипаттамасы деп аталады. Ол жүктемедегі орташа кернеу үшін анықталады. Бұл кернеу - интервалында екіншіреттік кернеу синусоидасына сәйкес болады (4.2, а немесе 4.2, в, б сур.).

U_d = U_d0 ,

бұл жерде = U_{d 0} = 0,9 U₂ - среднее значение напряжения на нагрузке при = 0 болғандағы жүктеме кернеуінің орташа мәні. Осы қатынас бойынша құрылған реттеу сипаттамасы 4.2 сур. келтірілген.

.

4.3 суреті. Трансформатордың нөлдік шықпасы бар бірфазалы басқарылатын түзеткіш схемасы.

Бірфазалы басқарылатын түзеткіштер трансформатордың нөлдік шықпасымен және көпірлік схема бойынша орындалады.

4.4 суреті. Таза активті жүктемемен, нөлдік шықпасы бар бірфазалы басқарылатын түзеткіштің жұмыс ұстанымын суреттейтін уақыттық диаграммалары.

 

4.5 суреті. Таза активті жүктемемен, нөлдік шықпасы бар бірфазалы басқарылатын түзеткіштің жұмыс ұстанымын суреттейтін уақыттық диаграммалары.

 

4.6 суреті. Бірфазалы басқарылатын түзеткіштің реттеу сипаттамасы.

 

 

4.7 суреті. Схемасының шығыстық кернеу (а), жүктеме тогы (б) және тиристорындағы кернеу (в) қисықтары.

4.8 суреті. Нөлдік диод бар болғандағы 4.3 схемасының кернеулері мен токтарының уақыттық диаграммалары.

Басқарылатын бірфазалы көпірлік түзеткіштің схемасы басқарылмайтын түзеткішке ұқсас болады. Ол басқарылатын вентильдердің (тиристорлардың) толық және толық емес санымен қолданылады.

 

4.9 суреті. Вентильдер саны толық емес (а) бірфазалы басқарылатын түзеткіш схемасы және L_H→∞ жағдайы үшін оның уақыттық диаграммалары (б-и).

Әдебиет: нег.1[318-325], қос. 5 [38-52].

Бақылау сұрақтары:

1. Ud=f() тәуелділігін анықтайтын теңдеуді келтіріңіз.

2. Түзеткіштердің сыртқы сипаттамасы, оның аналитикалық және шарттық бейнелері.

3. Көпірлік схема мысалымен бірфазалық басқарылатын түзеткіш жұмысын түсіндіріңіз.

4. Нөлдік шықпасы бар басқарылатын түзеткіш схемасының артықшылықтары мен кемшіліктерін атап өтіңіз.

5. Басқарылатын вентильдер саны толық емес (симметриялық емес схема) көпірлік түзеткіштің қандай ерекшеліктері бар?

№5-ші дәріс тақырыбы. «Үшфазалы басқарылатын түзеткіштер».

 

Үшфазалы басқарылатын түзеткіштер біржартыпериодтық түзету (5.1,а сур.) және екіжартыпериодтық түзету (көпірлік) (5.1,б сур.) схемалары бойынша орындалады.

5.1 суреті.Үшфазалы басқарылатын түзеткіштер.

Үшфазалы көпірлік схема үшфазалық токтың басқарылатын түзеткіштерін құрғанда кеңінен қолданыс тапқан. Түзеткіш схемасы (5.1 б сур.) активті-индуктивті жүктемемен және кері диодпен x_m = х_л - х_ас = 0 мәндері үшін көрсетілген.

Басқарылатын түзеткіш жұмысының ерекшелігі кезекті тиристорлардың ашылу мезетін табиғи ашылу нүктелеріне қатысты бұрышына кідіртуге негізделген(5.2 сур.).

 

5.2 суреті. α=60° және α > 60° болғандағы үшфазалық көпірлік басқарылатын түзеткіш шығысындағы кернеу.

Түзетілген кернеудің орташа мәнінің бұрышына тәуелділігі (реттеу сипаттамасы) а 60° болғанда келесі қатынаспен анықталады:

(5.1)

120°>а>60° интервалындағы реттеу сипаттамасының бөлігі келесі қатынастан табылады:

(5.2)

5.1, 5.2 қатынастары бойынша құрылған үшфазалы көпірлік түзеткіштің реттеу сипаттамалары 5.3 сур. көрсетілген.

Тиристорлардың анодтық токтарының және тұтыну тогы қисықтары, бірфазалық басқарылатын түзеткіштердегідей синусоидадан ерекшеленеді. Тиристордағы кері кернеу амплитудасы 1,045 тең. Бұл шамамен кері кернеу ғана емес, бұрышын реттегенде тиристордағы тура кернеудің мүмкін боларлық амплитудасы да анықталады.

5.3суреті.Үшфазалық көпірлік түзеткіштің реттеу сипаттамасы.

Кернеудің коммутациялық түсуі и_н кернеу қисығы формасына әсер етеді және оның U_n орташа мәнін төмендетеді:

, (5.3)

бұл жерде u_н – коммутация есептелмей анықталған кернеу.

(5.3) қатынасы үшфазалық басқарылатын түзеткіштің сыртқы сипаттамаларының теңдеуі болып табылады.

Түзетілген кернеудің орташа мәнінің бұрышына тәуелділігі (реттеу сипаттамасы) L_H→∞ болған жағдайда u_d қисығын орталандыру арқылы /3 интервалында табылады:

ол бірфазалық схемалардағыдай қатынастан анықталады.

Активті жүктемемен (L_H = 0) реттеу сипаттамасының бөлігін 120° > а> 60° интервалында келесі қатынастан табады:

Көрсетілген қатынастар бойынша құрылған реттеу сипаттамалары 5.3 сур. келтірілген.

 

5.4 суреті. L_H →∞ және басқару бұрышының әртүрлі мәндерінде басқарылатын үшфазалық көпірлік түзеткіштің шығыстық кернеуі қисықтары.

5.4, а – д сур x_aa, x_ab, x_ac. индутивті кедергілерімен негізделген коммутациялық процестер есебімен басқарылатын түзеткіштің уақыттық диаграммалары келтірілген. Кернеудің коммутациялық түсулері и_а кернеуі қисығына және оның U_d орташа мәнінің төмендеуіне ықпал жасайды (5.5, б сур.):

Қарастырылып жатқан схема үшін қатынастар келесі түрде болады:

Мәндерін орындарына қойып, коммутация құбылысы есебімен жүктемедегі орташа кернеудің мәнін табамыз:

Бұл қатынас үшфазалық басқарылатын түзеткіштің сыртқы сипаттамаларының теңдеуі болып табылады. Ол ортақ болады, өйткені = 0 шартына сай келеді.

 

 

5.5 суреті. Коммутация құбылысы ескерулі үшфазалы көпірлік басқарылатын түзеткіш кернеулері және токтарының уақыттық диаграммалары.

Әдебиет: нег. 1[340-344], қос.5 [38-49].

Бақылау сұрақтары:

1. Үшфазалы көпірлік схемада түзетілген кернеуді 0 ден UН–ге дейін реттеуге мүмкіндік беретін реттеу бұрышының диапазонын көрсетіңіз.

2. Қандай схемада басқарушы импульстер 65° – 70° болуы қажет және неліктен?

3. Түзеткіштің сыртқы сипаттамасына коммутация процесі қалай әсер етеді?

4. Коммутациялық кернеу түсулерінің орташа мәні қалай есептеледі?

5. Басқарылатын түзеткіш жұмысы немен ерекшеленеді?