Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка - страница 43

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 

У фазі накопичення енергії транзистор VT відкритий і за рахунок про­тікання струму i у первинній обмотці w1 трансформатор TV накопичує енергію.

У момент закриття транзистора настає фаза передачі енергії. Зав­дяки явищу самоіндукції полярність наруги на вторинній обмотці w2 змінюється на зворотну і через відкритий діод VD заряджається кон­денсатор фільтра С і живиться навантаження Rb.

Вторинних обмоток у трансформатора може бути декілька, що за­безпечує можливість автономного живлення кількох навантажень.

Особливістю такої схеми є також те, що при короткому замиканні у навантаженні ключовий елемент - транзистор - не виходить з ладу.

Провідними фірмами розроблено велику кількість ІМС керування такими регуляторами.

Регулювати вихідну напругу випрямляча можна також, застосовуючи фазо-імпульсний метод. При цьому до складу перетворювального пристрою не вводять додаткових силових вузлів, а лише у якості вен­тилів випрямної схеми використовують керовані ключі - як правило, тиристори. Принцип дії регулятора полягає у тому, що за допомогою спеціальної схеми керування забезпечується регульована затримка на вмикання тиристорів відносно переходу через нуль змінної синусоїдної напруги (див. пп. 2.6.2 - кут керування а). Тобто фаза послідовності імпульсів керування змінюється щодо фази синусоїдної напруги.

Зазначимо, що цей метод регулювання можна розглядати як різно­вид методу ШІР, коли імпульси напруги мають не прямокутну, а сину­соїдну форму з обмеженням.

Перевагою імпульсних методів регулювання є те, що, перш за все, надлишок енергії тут просто не береться від джерела живлення (а не гаситься у баластному елементі, як, наприклад, у компенсаційному ста­білізаторі, див. пп. 9.8.2). Це в ідеалі (якщо вважати елементи регуля­тора такими, що не мають, наприклад, опору) за принципом побудови регулятора зумовлює значення к.к.д. у 100%!

В імпульсних регуляторах більш ефективно використовуються си­лові елементи. Вони мають (особливо при методі ШІР за високих час­тот комутації ключа) менші масо-габаритні показники.

2ВЄ

ЕЛЕКТРОНІКА І МІКРОСХЕМОТЕХНІКА

іиристорш фазо-імпульсні регулятори до недавнього часу мали до­мінуюче застосування при побудові потужних регуляторів. До їхніх не­доліків слід віднести те, що вони вносять значні викривлення форми пульсуючої напруги на виході вентильної схеми, а це вимагає збільшення габаритів і маси фільтра, особливо за великого діапазону регулювання. Також викривляється форма струму, що споживається з мережі, а це вимагає установки вхідних фільтрів для забезпечення умов електро­магнітної сумісності з іншими споживачами мережі. Крім того, затримка на вмикання вентилів веде до того, що основна гармоніка споживаного з мережі струму має зсув фази відносно напруги мережі. В результаті, навіть за активного навантаження, останнє мережею сприймається як активно-індуктивне - погіршується cos j.

Тепер зрозуміло, чому в останній час намагаються якнайширше за­стосовувати регулятори, побудовані за методом ШІР, використовуючи при цьому, як ми вже зазначали, сучасні високочастотні потужні на­півпровідникові прилади.

Хоча такі регулятори вимагають введення в схему додаткових си­лових вузлів, що, зрозуміло, веде до зниження перш за все к.к.д., проте масо-габаритні показники, показники якості вихідної напруги і умови узгодження з мережею живлення у них значно кращі.

Наприкінці зазначимо - електронні регулятори, що не мають рухо­мих механічних елементів, називають статичними регуляторами.

9.10.2. Однофазний двопівперіодний керований випрямляч з нульовим виводом

Роботу фазо-імпульсно-го регулятора постійної напруги розглянемо на Ск     прикладі однофазного дво-

_ півперіодного керованого

випрямляча з нульовим ви­водом, схема якого зобра­жена на рис. 9.37, де позна-

Рис. 9.37 - Однофазний двопівперіодний чено VS1, VS2 ~ i^itcto^ керований випрямляч з нульовим виводом   СК - схема керування, щ°забезпечує подачу на тиристори керуючих імпульсів із регульованою затримкою. На рис. 9.38 наведені часові діаграми роботи випрямляча.

'u21 ^\ ^^22

u2 А

Рис. 9.38 - Часові діаграми роооти однофазного двопівперюдного керованого випрямляча з нульовим виводом

Значення випрямленої напруги при куті керування, що змінюється у

межах 0 < a < p, становить:     u da

= \ u2m sin f>df} = U-(l + cos a)

(9.101)

Якщо a = 0 (некерований режим), то

U da= u

i4iu

2

d 0

звідки U

2

Ud on

Підстановка цього виразу до формули (9.101) дасть

1 + cos a

u da= u

d 0 1

2

(9.102)

Зверніть увагу на форму напруги на тиристорі uvsl. На відрізку часу, що відповідає куту регулювання а, він закритий і до нього прикладена напруга м21 за позитивної півхвилі, або и22 за негативної. Після закін­чення відліку а і видачі відповідного керуючого імпульсу напруга на тиристорі за позитивної півхвилі відсутня, бо він тут працює як замкне­ний ключ, а за негативної півхвилі дорівнює (и21 + и22), бо за рахунок того, що другий тиристор знаходиться у відкритому стані, даний зак­ритий виявляється підімкненим до обох півобмоток трансформатора (див. пп. 9.3).

Подібні керовані випрямлячі будують також і на основі трифазних вентильних схем. Закони зміни пульсуючої напруги на виході, а також специфіка роботи вентилів при цьому складніші. Ud п Залежність середньої ви-

Ud01-----^ прямленої напруги на наван-

таженні від кута керування a

Ud0 І________________\ називається регулювальною

2 І\ характеристикою, що має

вигляд косинусоїди, зміщеної

а

тт/2 Тт~^*~ Рис. 9.39 - Регулювальна характеристика керованого випрямляча

на величину Ud0 /2. Регулю-

вальна характеристика наве­дена на рис. 9.39. Вона не­лінійна, бо лінійним змінам кута a відповідають нелінійні зміни площі під кривою синусоїди.

Керовані випрямлячі широко використовуються для створення регу­льованих джерел напруги при регулюванні нагрівачів, освітлювальних приладів, швидкості обертання електродвигунів і т.п.

9.10.3. Робота керованого випрямляча на активно-індуктивне навантаження

Як правило, керовані випрямлячі застосовують для живлення потуж­них навантажень, що часто мають активно-індуктивний характер (індук­тивні фільтри у складі випрямлячів, електричні машини постійного струму і т.п.). Здатність індуктивності накопичувати електромагнітну енергію, як уже вказувалося у пп. 9.6.3 та 9.6.4, визначає деякі особливості ро­боти пристроїв, у тому числі й керованих випрямлячів.

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 


Похожие статьи

Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка