книги / Неуправляемые и управляемые преобразователи

1. Как отражается на работе выпряыителя сопротивление t

и

индуктивность Ld , обусловленные неидеальностыо трансформатора

ивентилей?

2.Объясните процесс переключения тока из фазы в фазу с уче­ том индуктивности рассеяния. Условие (1.9*0 выполняется.

3.Определите угол коммутации для трехфазного однотактного выпрямителя, если

I Hd

»

иг = /50в,

xs - 1,22 от

4.Причина снижения* выпрямленного напряжения при коммутации.

5.Найдите выпрямленное напряжение для уоловий п.З и срав­ ните его с выпрямленным напряжением идеального выпрямителя.

6.	Определите величину потерь	л U s и эквивалентное сопро­
тивление	потерь Rs при условиях	п.З.

5 I.II. Сглаживающие фильтры

В этом разделе кратко рассмотрены сглаживающие простые филь­ тры, часто используемые на практике.

Контрольные вопросы

1.Для чего включаются сглаживающие фильтры?

2.Какими параметрами оцениваются оглаживающие фильтры?

3.Приведите охеыы простых фильтров.

4.	Найдите		величину	емкости	фильтра	типа	С	, вклю­
ченного на		выходе двухполупериодного ( т п *2)				выпрямителя,
20 ом,	Ян	=200	ом, ./ели	M„t	=0,01.
5.	Найдите		величины	L^, и	фильтра	типа	LC	, вклю­

ченного на выходе двухнолупериолного выпрямителя,					если при UHcL =
200в допускается амплитуда первой гармоники				на нагрузке UH/ni не
более 2в;	^г З О о м .
6. Найдите величину		фильтра	типа	L	на выходе трех-
фезного однотактвого выпрямителя при			и м(1	*200в,	«10 а.
если допустимая амплитуда первой гармоники				UMmi	не более 4 в.
7. Когда попользуется фильтр типа			КС	? Каков его коэффи­
циент отлаживания?

Б. Когда применяется 0-образный фильтр и каков его коэффи­ циент сглаживания?

§ I.I2. Внешняя характеристика, к.п.л.. коэффициент мощности

В этом разделе приведены общие характеристики выпрямителя, определяющие его технико-экономические показатели.

Контрольные вопросы

1.Приведите внешне характеристики идеального и реального выпрямителей без фильтров. Укажите и объясните различия.

2.Приведите и объясните внешне характеристики выпрямите­

лей с фильтрами типа С , LC и U

3.Каков к.п.д. выпрямителей? Чем обусловлены потери напря­

жения?

4.Каков коэффициент мощности выпрямителя? Какие элементы

определяют его величину?

S I.I3. Примерный поаялок расчета иыпрцмим л я и выбора элементов

Для закрепления получениях введений произведите расчет вы­ прямителя в соответствии о приведенной в этом резделе методикой по следующим даннш:

= * ьо'с

Выберите элементы выпрямителя.

УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

$ 2.1. Назначение и разновидности управляема* выпрямителей

Этот раздел является вводным к 2-й главе. Следует обрати!ь внимание на то, что управляемым выпрямителем называют тако;: вы­ прямитель, выпрямленное напряжение которого можно изменять(можно управлять выпрямленным напряжением).

Контрольные вопросы

1.Укажите облвоть применения управляемых выпрямителей.

2.Каким образом можно изменять выпрямленное напряжение?

3.Объясните сущность "сеточного управления".

4.Какие приборы используются в управляемых выпрямителях

ссеточным управлением?

5.Укажите доотоинства "сеточного управления".

S 2.2. Поостайвий ои н оп о л у neриодиый управляемый выпрямитель

В этом разделе на примере однополупериодвого выпрямителя рассмотренм все процессы, характерные для управляемых выпрями­ телей. Материал раздела для изучения рекомендуется разбить т три части.

А. Схема однополупериодного выпрямителя на тиратроне и ее работа

Ори рассмотрении управляемого выпрямителя необходимо разли­ чать главную цепь я цель сеточного управления. Главная цель - эго вторичная обмотка, управляем^ вентиль, нагрузка. Цепь сеточкого управлеккя предназначена для включения вентиля в нужный момент.

По .устройству цепи сеточного улравлеякя могут быть весьма раз­ личными для одних и тех же главных цепей.

1.Укажите элементы главной цепи выпрямителя, схема которо­ го приведена на рис.2.1,а.

2.Укажите цепь сеточного управления на рис.2.1,а .

3.Что такое угол зажигания, какова его роль?

4.Как можно изменять угол зажигания и охеме, показанной

на рис.2.1,а?
5.	Приведите диаграмму выпрямленного напряжения и н у и
объясните, как она изменяется при изменении			©6 .
6.	Можно ли в управляемом выпрямителе применять обычные
диоды? Если нет, то почему?		ьи у
7.	Найдите величину тока нагрузки		на	интервале
О ^	^ об (см.рис.2.1,в).	ь н у
8.	Найдите величину тока нагрузки		на	интервале
	и сравните его с током неуправляемого			выпрямителя.

Б. Особенности тиристорного управляемого выпрямителя

Следует твердо уяснять, что процессы в главных цепях тири­ сторных управляемых выпрямителей протекают точно так же, как в тиратронных. Линь напряжение на включенном тиристоре меньие, чем на включенном тиратроне. Однако оеточные цепи управления могут оуцеотвенно отличаться.

Контрольные вопрооы

1.Приведите охему тириоторного управляемого выпрямителя и найдите отличия от тиратронного выпрямителя.

2.Приведите диаграмму выпрямленного напряжения тмриоториого выпрямителя. Отличаетоя ли оно от напряжения нагрузки твратроняого выпрямителя?

3.Укажите алементы главной цепи на рис.2.1,5 .

4. Укажите цепь оеточного управления на рис.2.1, 5 .

5. Как можно наменять угол зажигания об в схеме на рис. 2.1, 5 ?

-135 -

В.Прерывистое и непрерывное регулирование

Прерывистость регулирования определяется но форме выходного напряжения (тока). Существенным для прерывистого регулирования является то, что на некоторую часть периода все вентили в схеме закрываются, ток в нагрузке прерывается. Это необходимо учиты­ вать при наличии индуктивностей в выходных цепях.

Контрольные вопросы

1.Что такое прернвиотое и непрерывное регулирование?

2.Возможно ли непрерывное регулирование в однополупериод­ ном выпрямителе?

3.При каких уодовиях будет непрерывное регулирование в двухполупериодном выпрямителе, и при каких - прерывистое.

4.Условия непрерывного регулирования в трехфазном однотакт­ ном выпрямителе.

5.Уоловия прерывистого регулирования в трехфазном однотакт­ ном выпрямителе.

5 2.3. Расчетные соотноиения для выпрямленного напряжения

Перед изучением зтого раздела нужно вновь вспомнить правило нахождения выпрямленных величин из § 1.2. Только следует учеоть, что функция выпрямленного напряжения управляемого выпрямителя неоимметрична, поэтому при нахождении гармоник нужно пользоваться общей формулой ряда Фурье.

		Контрольные вопросы
1.	Каи завиоит	выпрямленное напряжение		от угла об
при непрерывном регулировании?
2.	Как зависит	U .	от угла об при прерывиотом регули­
ровании?			У
3.	Найдите формулу		выпрямленного напряжения	для двух-

полупериодиого управляемого выпрямителя с активной нагрузкой.

4. Приведите регулировочные характеристики одвотактного вы­ прямителя с активной нагрузкой и трехфазного выпрямителя о индук­ тивностью <») в выходной цепи.

-136 -

5.Приведите кривые выпрямленных напряжений двухполупериод-

ного выпрямителя		u g y	с индуктивностью	( L d	т оо ) в
выходной цепи	с обратным		диодом и без обратного диода.
6. Как изменяются пульоации выпрямленного напряжения с изме­
нением оС	в двухфазном		и шестифазном выпрямителях		относитель­
но пульсаций	при	об =0?	Почему это так?

7.Чем определяется коэффициент ножноети управляемого выпря­ мителя? Каков он по величине?

8.Каковы возможные пути повышения коэффициента мощности?

9.Приведите семейство внешних характеристик управляемого

выпрямителя для об =0°; 30°; 45°; 60°; Объясните их ход.

§ 2.4. Способы и схемы сеточного управления

лдятдлямд

В этом разделе рассмотрены возможные Еврианты схем, при помощи которых производится изменение угла зажигания об .

Контрольные вопросы

1.Амплитудный способ управления.

2.Недостатки и достоинства амплитудного способа.

3.Фазовый способ управления.

4.Недостатки и достоинства фазового метода.

5.Импульсный (фааоимпульоный) опособ управления.

6.Недостатки и достоинства импульсного способа.

7.Каковы возможные диапазоны изменения об при амплитудном, фазовом и импульсном способах?

8.Устройство,назначение и принцип действия статического фазовращателя.

9.Устройство, назначение и принцип работы пик-трансформа­

тора.

§ 2.5. Особенности охем управления т и р и с т о р н ы м и

выпрямителями

Тириоторные выпрямители, как правило, отличаются от выпря­ мителей о ионными приборами схемами сеточного управления. Оообеняооти этих охем и некоторые варианты охем управления тиристорами рассмотрены в этом разделе.

Контрольные вопросы

1. Достоинства и недостатки тиристоров в сравнении с ионными приборами. Каковы перспективы развития тиристоров?

2. Чем отличатся цепи управления тиристорами от цепей уп­

равления ионными приборами?
3.	Какова роль транзистора Tf	и конденсатора С в схеме
управления тиристором, приведенной на		рис.2.13, а ?
4.	Объясните назначение н работу схемы, приведенной но
рио.2.13,а.
5.	Как мояно изменять угол зажигания об в схеме на
рио.2.13	?

6.Каковы достоинства и недостатки схем управления тиристо­ рами с магнитными уоилнтелями?

7.Объясните работу схемы, приведенной на рис.2.14, а •

8. Как можно изменять угол зажигания		в схеме на
рис.2.14, а	?
9. Как	выполняются схемы сеточного управления в трехфазных
управляемых	выпрямителях?

S 2.6. Дополнительные сведения об управляемых выпрямителях

В этом разделе приведены начальные сведения о вертикальном методе управления, очень часто применяемом в тиристорных выпря­ мителях, а также об асинхронном методе управления.

Контрольные вопросы

1.Фазовая характеристика.

2.Принцип вертикального управления.

3.Какой будет фазовая хараитериотика при пилообразном

(линейноизменявцемся во времени) напряжении и г вспомогатель­

ного источника?

4.Какой будет фазовая характеристика при синусоидальном (косинусоидальном) напряжении вспомогательного источника?

5.Принцип асинхронного управления.

§3.1. Назначение и типы инверторов

Вэхом разделе указаны назначение и область использования инверторов, а также типы инверторов и условия передачи мощности от машины постоянного тона в сеть переменного тока. Так как пе­ редача мощноохи в сеть переменного тока при наличии в цепях вен­ тилей является ключевым вопросом при рассмотрении инверторов, необходимо хорошо усвоить условия, при которых она возможна. В противном случае материал последующих разделов будет непонятен совсем или будет восприниматься с большим трудом.

Контрольные вопрооы

1.Что называют инвертированием тока и где оно используется?

2.В каком режиме работает машина постоянного токе при ин­ вертировании?

3.Как изменяется полярность выпрямленного напряжения при инвертировании?

4.Почему при инвертировании вентиль должен открываться в

течение отрицательной полуволны напряжения сети и 2 ?

5. Что произойдет, еоли вентиль вклвчить (или если он оам включится) при положительной полуволне и а ?

6.Как можно изменять величину потока мощности от машины постоянного тока в сеть переменного тока?

7.Каковы уоловия обращения потока мощноохи?

8.Объясните процесс инвертирования при изменении направле­ ния тока и неизменных полярноотях напряжений.

9.Укажите типы инверторов и их особенности.

§3.^. Однофазный инвертор, ведомый оетью

Взтом разделе на примере однофазного .инвертора рассмотрены инверторы, ведомые сетью. Подробно описаны все процеоон, происхо­ дящие в инверторе в течение периода, а затем приведены некоторые раочехные соотношения, характеризующие работу инверторов. Мате­ риал раздела для изучения целесообразно разделить на две чаоти.

А. Схема и ее работа

Контрольные вопросы

*

t

1. Приведите схему однофазного инвертора, ведомого сетью, и

сравните ее со схемой выпрямителя.						Ld		рис.3.4, а .
2.	Объясните		назначение индуктивности				на
3.	Под действием некого напряжения ( Ed						или	и 2 ) и в
каком направлении			протекает ток J	d	при	инвертировании?
4.	Что	такое	угол опережения	j )	и какова		его роль?
5. Влияет ли угол опережения на величину напряжения выпря­
мителя	Ud j	и как?

6.Влияет ли коммутация тока на величину выходного напряже­ ния выпрямителя при инвертировании и как?

7.Объяоните процесс вооотановления вентильной прочности?

8.Как необходимо выбирать минимальный угол опережения^Д^ ?

9.Приведите диаграммы, пояоняющие работу инвертора.

	Б.	Расчетные соотновения
Сравнительно		просто величина инвертируемого тока J d		в
зависимости	от напряжения сети и г		и углов опережения J*	и
коммутации	f 3 может бытК найдена,если использовать закономер-

вооть изменения тока в коммутирующейся (во вступающей в работу)

фазе, поскольку углы	, f s	и ток l d j) связаны начальными и
конечными условиями, a U2	входит в формулу коммутирующегося тока.
Закономерность изменения тока в		коммутирующейся фаэе была най­

дена ранее при рассмотрении процессов коммутации в неуправляемом выпрямителе (ом.§ 1.10). Поэтому необходимо повторить этот раз­ дел. Следует отметить, что расчетные соотновения могутбыть по­ лучены в другим опоообом, отличным от приведенного в курое лекций.

Контродьнне вопросы

1. Приведите диаграмму тока в цепи вентиля Т( в схеме, по­ казанной на рио.3.4, а.

2.7оловия, при которых начинается коммутация (начальные условия).

3.Конечные (граничные) уоловия коммутации тока в фазе.

4.		Канона роль индуктивностиL d в нахождении расчетных
соотношений?
5.	Чем	ограничивается максимальный ток инвертора I
при заданном угле опережения			т а *
			J3 ?
6.		Приведите внешние	характеристики инвертора, объясните

их и сравните с внешними характеристиками упревляемрго выпрями­ теля.

7.Что такое предел коммутации, чем он определяется?

8.Каков коэффициент мощности инвертора?

4 3.3. Автономные инверторы тока

Материал этого раздела для изучения рекомендуется раэделить на две части.

А.Область применения автономных инверторов* Принцип инвертирования тоже.

В этой части рассмотрены общие вопросы, предшествующие рас­ смотрению конкретных схем автономных инверторов тока - область применения в виды автономных инверторов, принцип инвертирования тока, принудительная коммутация тока.

Контрольные вопросы

1.Где используются автономные инверторы г как они подраз­ деляются по режиму работы?

2.Как практически реализуется генератор тока в инверторах

тока?

3.Принцип инвертирования тока.

4.Объясните процессы, происходящие в выходном эвене и на­ значение элементов этого звена.

5.Какими условиями определяются величина и фаза тока на­ грузки в инверторах тока?

6.Какими условиями определяются величина и фаза напряже­ ния иагрузкн в инверторах тока?

7.Какие элементы используютоя в инверторе в качестве

ключей?