Управляемые выпрямители на тиристорах

В выпрямителях на полупроводниковых диодах величина выпрямленного напряжения на выходе однозначно определяется величиной напряжения на входе и коэффициентом трансформации входного трансформатора. Напряжение на выходе управляемого выпрямителя может меняться в широких пределах.

Регулирование напряжения на выходе управляемого выпрямителя производится путем изменения момента отпирания тиристора, что достигается в результате подачи соответствующего напряжения на управляющий электрод тиристора.

Упрощенная принципиальная схема однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора показана на рис. 6.9.

Рис. 6.9. Схема управляемого выпрямителя на тиристорах.

В рассматриваемой схеме возможно включение двух типов нагрузки: чисто активная (ключ К1 замкнут) и активно-индуктивная (ключ К1 разомкнут). Рассмотрим работу выпрямителя синусоидального напряжения при чисто активной нагрузке с учетом того, что блок управления (БУ) включает тиристоры VS1, VS2 с запаздыванием на угол α относительно момента перехода напряжения сети U через ноль. Этому режиму работы выпрямителя соответствуют временные диаграммы, показанные на рис.6.10.

.

Рис. 6.10. Временные диаграммы работы двухполупериодного

управляемого выпрямителя на тиристорах.

На интервале О..a оба тиристора закрыты, напряжение на выходе выпрямителя Uн, равно нулю (рис. 6.10). В момент времени, соответствующий углу a, открывается тиристор VS1. При этом на нагрузке выпрямителя Rн на интервале a..p формируется напряжение, повторяющие форму напряжения U₂. При переходе напряжения U₂ через нуль тиристор закрывается и ток становится равным нулю. Во время отрицательного полупериода напряжения U₂ аналогичным образом работает тиристор VS2.

Зависимость напряжения Uн от угла a называется регулировочной характеристикой управляемого выпрямителя. Эта характеристика для активной нагрузки (L= 0) приведена на рис. 6.11.

Рис. 6.11. Регулировочная характеристика управляемого выпрямителя

Внешние характеристики управляемого выпрямителя при фиксированных углах управления показаны на рис. 6.12, из которого видно, что они подобны аналогичным характеристикам неуправляемого выпрямителя.

Рис. 6.12. Внешние характеристики управляемого выпрямителя.

При активно-индуктивной нагрузке характер изменения тока отличается от формы кривой напряжения на нагрузке. После открытия тиристора нарастанию тока в цепи нагрузки противодействует запасенная в индуктивности энергия. При спадании тока ранее запасенная реактивная энергия противодействует его изменению. По этой причине ток через тиристор и нагрузку выпрямителя продолжает протекать еще в течении некоторого времени после изменения полярности напряжения сети. Это явление обуславливает увеличение длительности интервалов проводимости тиристоров, что, в свою очередь, приводит к искажению формы кривой напряжения на нагрузке.