Управляемые выпрямители.

Двухполупериодная схема с нулевым выводом изображена на рис.2.3.7.

При работе на активную нагрузку в диапазоне wt от 0 до a оба вентиля закрыты и к VS1 приложено положительное фазное напряжение u₂₁. В момент открытия вентиля VS1 напряжение на нем падает до нуля и остается равным нулю до wt = p. Когда VS1 закрывается, на нем появляется . При открывании VS2 к VS1 приложено напряжение .

Постоянное напряжение на нагрузке:

при ; ;

тогда

(2.3.1)

Эта характеристика называется регулировочной.

Рис.2.3.9

Максимальное обратное напряжение на вентиле остается таким же, как в неуправляемом вентиле (при ).

. (2.3.2)

Рис.2.3.8.

Максимальное прямое напряжение:

. (2.3.3)

Типовая мощность трансформатора:

. (2.3.4)

увеличивается до 2 с ростом a. также увеличивается с ростом a приблизительно в 3 раза. Поэтому однофазные управляемые выпрямители с применять нецелесообразно.

Работа на активно-индуктивную нагрузку. Последовательно с R включен дроссель с большей индуктивностью ( ). Эта идеализация применяется для того, чтобы не учитывать пульсации тока.

Рис.2.3.10

VS1 проводит ток до , когда вступает в работу VS2 и происходит коммутация тока. Это происходит потому, что ЭДС самоиндукции на L препятствует снижению тока через вентиль и нагрузку. В результате напряжение на аноде вентиля оказывается положительным по отношению к катоду и при отрицательных значениях u₂₁, а ток вентиля остается постоянным (сглаженным). Поскольку u₀ принимает и отрицательные значения, среднее значение выпрямленного напряжения всегда меньше, чем при активной нагрузке:

,

так как ,

. (2.3.5)

Регулировочная характеристика спадает к нулю при . Напряжение на VS1 от 0 до a: , положительно, затем от a до VS2 открыт, . Когда включается VS2, напряжение на VS1 принимает отрицательное значение. Этот скачок обратного напряжения, равный .

В однофазной мостовой схеме (рис2.3.11) можно включить только два тиристора, а два других вентиля неуправляемые.

Рис.2.3.11

Все соотношения получаются такими же, как в схеме управляемого выпрямителя с нулевым выводом, за исключением , которое в данном случае меньше в 2 раза.

Рис.2.3.12

При работе на RL-нагрузку пульсации u_0a весьма велики и для их сглаживания потребуется весьма громоздкий фильтр. Для уменьшения этих пульсаций параллельно RL-нагрузке включают обратный диод VD1 (рис.2.3.12). При u₀ положительном VS1 закрыт.

На интервале VS1закрывается, в дросселе индуцируется противо-ЭДС, под действием которой открывается обратный диод VD1.

Регулировочная характеристика получается такой же, как при активной нагрузке (рис.2.3. 9).

Рис.2.3.13

Широкое практическое применение находят управляемые выпрямители, собранные по трехфазной мостовой схеме (рис.2.3.14). Одна группа (например, катодная) состоит из неуправляемых вентилей, а другая будет из тиристоров.

Рис.2.3.14

Если при этом включается обратный диод, параллельный RL нагрузке, регулировочная характеристика имеет такой же вид, как и для однофазных схем:

.