Управляемые выпрямители

ми приборами вследствие ухудшенных энергетических параметров (пониженный КПД в установках, усложнение схем управления, повышенное прямое падение напряжения, большая величина тока выключения и т.п.) ..По диапазону рабочих токов и напряжений полностью управляемые тиристоры могут конкурировать только с мощными транзисторами.

Полностью управляемые тиристоры выполняют в инверторе напряжения функцию ключей, периодически включающих и выключающих источник питания ?. Амплитудное значение выходного напряжения, как отмечалось, равно ?, а его прямоугольная форма не зависит от величины нагрузки. Поэтому внешняя характеристика автономных инверторов напряжения представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс («жесткая характеристика»).

В управляемых коммутаторах на полупроводниковых приборах используются полностью управляемые приборы (транзисторы, двухопе-рационные тиристоры) и не полностью управляемые (тиристоры, семисторы). В настоящее время наибольшее распространение получили схемы с не полностью управляемыми полупроводниковыми приборами, так как полностью управляемые полупроводниковые приборы на большие мощности пока еще не разработаны.

Однофазный управляемый выпрямитель может быть выполнен по мостовой схеме (см. 5.4, а), при этом все вентили заменяются на управляемые (тиристоры). Основные процессы в нулевых и мостовых однофазных выпрямителях аналогичны.

В ней используются неуправляемые вентили или (в более мощных установках) управляемые тиристоры. Регулирование напряжения на выходе схемы может осуществляться изменением тока возбуж-дения генератора или угла включения тиристоров. Выпрямленное напряжение содержит довольно заметную переменную составляющую. В тех случаях, когда это нежелательно, генератор Должен быть выполнен с многосекцион-ИОЙ замкнутой обмоткой (по аналогии с двигателем § 67-3).

Роль быстродействующих ключей, подключающих каждую фазу трансформатора то к. плюсу источника постоянного тока, то к минусу, выполняют управляемые тиристоры. Последовательное переключение каждой фазы трехфазного трансформатора в течение периода с плюса источника постоянного тока на минус не дает синусоидального изменения тока во вторичной обмотке трансформатора. На практике применяются более сложные схемы инвертирования постоянного тока в переменный ток, близкий к синусоидальному.

на на неподвижном статоре, а трехфазная обмотка переменного тока — на вращающемся роторе. Обмотка LE получает питание через выпрямители VDE от подвозбудителя GEA индукторного типа с постоянными магнитами. Переменный ток трехфазной обмотки якоря возбудителя выпрямляется с помощью вращающихся с той же частотой вращения выпрямителей, в качестве которых используют неуправляемые полупроводниковые (кремниевые) выпрямители — диоды и управляемые — тиристоры. На 20.18,6 показана бесщеточная система с тиристорами VD, которые смонтированы на дисках Д1; расположенных на валу между возбудителем и соединительной муфтой У. В том же месте на других дисках Д2 расположены делители напряжения, выравнивающие распределение напряжения на тиристорах, и плавкие предохранители, отключающие пробитые тиристоры. Количество тиристоров выбрано с таким расчетом, чтобы при выходе из работы части их (около 20%) оставшиеся в работе могли обеспечить возбуждение в режиме форсировки. Поскольку обмотка переменного тока возбудителя, тиристоры и обмотка возбуждения генератора вращаются с одной частотой вращения,

Однофазный управляемый выпрямитель может быть выполнен по мостовой схеме (см. 5.4, а), при этом все вентили заменяются на управляемые (тиристоры). Основные процессы в нулевых и мостовых однофазных выпрямителях аналогичны.

неуправляемые преобразователи—диоды Д, либо управляемые— тиристоры Т. К зажимам постоянного тока может быть присоединен шунтирующий диод До, показанный на рисунках пунктирной линией. Управляемые преобразователи, выполняемые по схемам 1ФШ2П и 1Ф2Н2П, при отсутствии шунтирующих диодов могут работать и в инверторном режиме.

Выпускаются тиристоры, рассчитанные на ток до 3 к А и обратное напряжение до 5 кВ и управляемые сигналами весьма малой мощности (3 В, 1-2 А). Разработаны также полностью управляемые тиристоры, или GTO-тиристоры (Gate Turn Off). Значения коммутируемых напряжений и токов для GTO в настоящее время достигают 6 кВ и 6 кА.

В настоящее время разработано большое количество различных конструкций р—п—р—л-структур. По принципу управления они делятся на неуправляемые вентили, управляемые (тиристоры) и фототиристоры. Диапазон рабочих напряжений — от десятков до тысяч вольт, а рабочих токов — от миллиампер до сотен ампер. Время включения быстродействующих тиристоров— порядка десятых долей микросекунды, время выключения — порядка единиц микросекунд. Дальнейшие работы ведутся в направлении создания сверхмощных тиристоров, тиристоров с повышенным быстродействием, тиристоров, управляемых температурой, магнитным полем, давлением и т. д.

10.10. УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

При отсутствии индуктивности цепи нагрузки два плеча выпрямителя работают независимо один от другого ( 10.45, в) как однофазные однополупериодные управляемые выпрямители, последовательности управляющих импульсов напряжения которых, поступающих от системы управления СУ (см. 10.44), сдвинуты относительно друг друга на половину периода ( 10.45,6). При угле управления а < 180° ток в первичной

Многофазные управляемые выпрямители имеют, как правило, большую мощность (сотни киловатт и больше) и применяются в электроприводе с машинами постоянного тока, в линиях электропередачи постоянного тока, для работы электролитических ванн и т. д.

Однофазные управляемые выпрямители имеют малую и среднюю мощность (от единиц до десятков киловатт) и применяются в сварочных устройствах, электровибраторах, для зарядки аккумуляторов. В последнем случае аккумулятор включается в цепь нагрузки последовательно со сглаживающим фильтром ( 10.49, где /Гиг — постоянные ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора). Если положить, что индуктивность сглаживающего фильтра L . -*°°, то процессы в выпрямителе совпадают с представленными на 10.47. Изменяя среднее значение выпрямленного напряжения по регулировочной характеристике (10.15)

Устройства, содержащие и управляемые выпрямители, и инверторы, принято называть тиристорными преобразователями. Иногда в

10.9. Неуправляемые выпрямители......................... 24

10.10. Управляемые выпрямители........................... 31

Исследования в области создания регулируемых приводов постоянного тока с двигателями, питаемыми через управляемые выпрямители, а также частотно регулируемых приводов переменного тока для станков-качалок ведутся в АЗИННЕФТЕХИМ им. Азизбекова. Институтом Азнииэти разработан короткоцик-ловый электропривод станков-качалок на основе двухскорост-ного асинхронного двигателя на 750 и 1500 об/мин.

дорогие, чем управляемые выпрямители в электроприводе постоянного тока. Решающим критерием выбора системы главных электроприводов является максимальная технико-экономическая эффективность буровой установки в целом.

Управляемые выпрямители. Довольно часто в различных устройствах требуется регулирование выпрямленного напряжения. Такие устройства получили название управляемых выпрямителей. В них в качестве управляемых вентилей (ключей) применяются тиристоры. Условное графическое обозначение тиристора показано на 1.13, а, б. Тиристор отличается от диода тем, что кроме основных выводов / и 2 имеет управляющий электрод 3.

§ 9.7. Умножители напряжения § 9.8. Управляемые выпрямители