Управляемый выпрямитель на тиристоре

В выпрямительных схемах тиристоры лучше работают при активной нагрузке или при нагрузке, начинающейся с индуктивного элемента.

 

В управляемый выпрямитель тиристор вводят как обычный вентиль, а к его управляющему электроду подводят от цепи управления (ЦУ) импульсы, включающие тиристоры с запаздыванием на угол a относительно выпрямляемого напряжения (рис. 3).

 

Через тиристор VS1, включающийся в момент, соответствующий wt =a на выход выпрямителя передается напряжение первой фазы вторичной обмотки e21. При wt=p напряжение e21 становится отрицательным, однако тиристор запереться не может, так как это привело бы к обрыву тока, проходящего через дроссель L. Индуктивность дросселя L выбирают большей критической, чем и поддерживают непрерывный ток. Поэтому в те моменты, когда e21 отрицательно, на дросселе L наводится ЭДС самоиндукции с полярностью и значением, обеспечивающими напряжение на катоде, меньше e21.

 

При wt=p+a открывается тиристор VS2, через который на выход передается напряжение e22, являющееся на данном этапе положительным. Ток дросселя переходит на вторую фазу, а тиристор VS1 оказавшись обесточенным и смещенным в обратном направлении, запирается и т. д. Таким образом, напряжение на выходе выпрямителя e0 создается лишь теми частями напряжений вторичных полуобмоток E21 и E22, которые соответствуют открытому состоянию тиристоров.

 

Рис.4. Схема регулировки выпрямления напряжения.

 

 

Напряжение на нагрузке, получающееся почти равным постоянной составляющей напряжения e0, подводимого к фильтру LС, растет при уменьшении угла a и спадает при его увеличении. Регулировка выпрямленного напряжения, достигаемая изменением фазы управляющих импульсов, не связана с гашением избытка мощности в самом регулируемом выпрямителе, что является основным его преимуществом.

 

Схемы выпрямления с тиристорами такие же, как обычных выпрямителей. Основное внимание далее уделяется двухфазным схемам выпрямителей.

 

Для простоты полагаем падение напряжения на открытом тиристоре много меньшим (рис. 4.) выпрямленного напряжения, а токи утечки (прямой ток при закрытом тиристоре и обратный ток при отрицательном напряжении) – малыми по сравнению с током нагрузки. Это позволит считать тиристор идеальным (прямое падение напряжения в режиме насыщения, прямой и обратный токи утечки, а также ток отключения в нем равны нулю). Такие упрощения не приведут к большой погрешности, так как ток через вентиль схемы определяется сопротивлением нагрузки, а не фазы. По этой же причине можем считать идеальными дроссель L и трансформатор, т. е. пренебречь индуктивностью рассеяния и активными сопротивлениями их обмоток.

 

Задача №8. Выбрать полупроводниковый диод, параметры которого приведены в таблице №11 для мостового выпрямителя.

Дано: Д224

Р_пот. = 200 Вт

U = 10 В

Решение: U_об. = 1,57 · U_н

I_д = P/ U_н = 200/10 = 20А

U_об. = 1,57 · 10 = 15,7 В

 

Диод Д224 с I_доп. = 20 А, U_доп. = 15,7В не подходит по напряжению, следовательно U_доп. =15,7 ∙ 3,14 = 49,3 А

 

Схема мостового выпрямителя

 

 

Литература

1. Иванов И. И., Соловьев Г. И., Фролов В. Я. Учебник.Электротехника и основы электроники: Учебник. 7-е изд., перераб. и доп. — СПб: Издательство «Лань», 2012. — 736 с.

2. Цыкни Г.С. Трансформаторы низкой частоты. М., Связьиздат, 1955.

3. Достанко А.П., Ланин В.П., Хмыль А.А., Ануфриев П.П. Под общей редакцией академика А. П. Достанко. Технология радиоэлектронных устройств и автоматизация производства. - Минск: Высшая школа 2002,