Тиристорный регулятор переменного напряжения (ТРН)

Широко распространенный ТРН содержит два встречно-параллельно включенных тиристора (рис. 11а). В положительный полупериод напряжения источника подается управляющий импульс на УЭ тиристора VS 2 в момент времени, определяемый углом α (рис. 11б), и тиристор открывается. В отрицательный полупероид аналогично работает тиристор VS 1. Выключение каждого из тиристоров происходит при уменьшении тока в нем до нуля. Равные углы включения обоих тиристоров обеспечивают симметричные кривые напряжения на приемнике. При изменении угла α, то есть длительности закрытого состояния тиристора, изменяется действующее значение напряжения U _н на приемнике:

          .  (9)

Зависимость действующего значения напряжения U _н на приемнике от угла управления α называется регулировочной характеристикой ТРН.

2.14. Сглаживающие фильтры применяются для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения и тока. Основными элементами фильтров являются конденсаторы и индуктивные катушки (реакторы).

Простейший емкостный фильтр представляет собой конденсатор, включенный параллельно нагрузочному резистору, а простейший индуктивный фильтр – реактор, включенный последовательно с нагрузочным резистором. Такие фильтры работают эффективно при      и .

Исходя из этого, емкостный фильтр применяют в маломощных выпрямителях (при малых значениях I _н), а индуктивный – в выпрямителях средней и большой мощности (при больших значениях I _н). Наряду с простыми, также применяют и многозвенные фильтры.

Уменьшение пульсаций сглаживающим фильтром объясняется шунтирующим действием конденсатора для переменной составляющей выпрямленного напряжения и значительным падением этой составляющей напряжения на реакторе. Принцип действия сглаживающих фильтров заключается в накоплении энергии в реактивных элементах фильтра.

На рис. xx11а для примера приведена схема однополупериодного выпрямителя с емкостным фильтром C_ф. Принцип действия его основан на переходных процессах зарядки и разрядки конденсатора. Из временных диаграмм (рис. xx11б) видно, что, пока напряжение на конденсаторе меньше напряжения источника u₂, конденсатор заряжается через открытый диод. Когда u₂ становится меньше u_c, диод закрывается и конденсатор разряжается на резистор R_н с постоянной времени  до момента времени, пока напряжение на нем и нарастающее напряжение u₂ не станут равны. После этого вновь начинается зарядка конденсатора.

а)                                                         б)

Рис. xx11. Схема (а) и временные диаграммы (б) однополупериодного

Выпрямителя с емкостным фильтром

Эффективность сглаживающих фильтров оценивается коэффициентом сглаживания .

,

где  - коэффициент пульсаций на входе фильтра (или без фильтра);

- коэффициент пульсаций на выходе фильтра (на нагрузке).