Тиристорные преобразователи
Мощный тиристорный преобразователь 12В в 220В (500Вт)
Статьи и схемы
Тиристорным преобразователем постоянного тока ТП является устройство для преобразования переменного тока в постоянный с регулированием по заданному закону выходных параметров тока и напряжения. Тиристорные преобразователи предназначаются для питания якорных цепей двигателей и их обмоток возбуждения. Тиристорные преобразователи состоят из следующих основных узлов: Трансформатор осуществляет согласование входного и выходного напряжений преобразователя и так же, как и токоограничивающий реактор ограничение тока короткого, замыкания во входных цепях. Сглаживающие реакторы предназначаются для сглаживания пульсаций выпрямленных напряжения и тока. Реакторы не предусматриваются, если индуктивность нагрузки достаточна для ограничения пульсаций в заданных пределах. Применение тиристорных преобразователей постоянного тока позволяет реализовать практически те же характеристики электропривода, что и при использовании вращающихся преобразователей в системах генератор-двигатель Г — Д , т. Однако, по сравнению с вращающимися статические преобразователи имеют целый ряд известных преимуществ, поэтому в новых разработках крановых электроприводов предпочтение отдается статическим преобразователям. Тиристорные преобразователи постоянного тока наиболее перспективны для применения в электроприводах крановых механизмов мощностью свыше 50— кВт и механизмов, где требуется получение специальных характеристик привода в статических и динамических режимах. Схемы выпрямления, принципы построения силовых цепей преобразователей. Тиристорные преобразователи выполняются с однофазными и многофазными схемами выпрямления. Существует несколько расчетных соотношений основных схем выпрямления. Одна из таких схем показана на рис. Трехфазная нулевая схема а и диаграммы изменения тока и напряжения в выпрямительном б, в и инверторном г, д режимах. Для нулевых схем среднее выпрямленное напряжение определяется из выражения. Для мостовых схем Udo в 2 раза выше, так как эти схемы эквивалентны последовательному включению двух нулевых схем. Однофазные схемы выпрямления используются, как правило, в цепях с относительно большими индуктивными сопротивлениями. Это цепи независимых обмоток возбуждения двигателей, а также якорные цепи двигателей небольшой мощности до 10—15 кВт. Многофазные схемы используются в основном для литания якорных цепей двигателей мощностью свыше 15— 20 кВт и реже для питания обмоток возбуждения. Основными из них являются: В тиристорных преобразователях постоянного тока, предназначенных для крановых приводов мощностью свыше 20 кВт, наиболее оправдано применение трехфазной мостовой схемы. Это обусловлено хорошим использованием трансформатора и тиристоров, низким уровнем пульсаций выпрямленного напряжения и тока, а также простотой схемы и конструкции трансформатора. Известным достоинством трехфазной мостовой схемы является и то, что она может быть выполнена не с трансформаторной связью, а с токоограничивающим реактором, габариты которого существенно меньше габаритов трансформатора. Это приводит к увеличению сечения магнитопровода и, следовательно, расчетной мощности трансформатора. Увеличенный уровень, пульсаций выпрямленного напряжения вместе с отмеченным выше недостатком ограничивает использование трехфазной нулевой схемы. Шестифазная схема с уравнительным реактором целесообразна при использовании ее на низкое напряжение и большой ток, так как в этой схеме нагрузочный ток протекает параллельно, а не последовательно через два диода, как в трехфазной мостовой схеме. Кроме того, в шестифазных схемах используется довольно сложная конструкция трансформатора. Схемы выпрямления на тиристорах обеспечивают работу в двух режимах — выпрямительном и инверторном. При работе в инверторном режиме энергия из цепи нагрузки передается в питающую сеть, т. Источником тока в режиме инвертирования является э. Перевод тиристорного преобразователя из выпрямительного режима в инверторный достигается изменением полярности э. Встречно-параллельная схема включения вентильных групп. УР1— УР4 — уравнительные реакторы; РТ — токоограничивающий реактор; CP — сглаживающий реактор. Схема нереверсивного ТП для цепей обмоток возбуждения двигателей. Для обеспечения режима инвертирования необходимо, чтобы закрывающийся очередной тиристор успел восстановить свои запирающие свойства, пока на нем имеется отрицательное напряжение, т. Если это не произойдет, то закрывающийся тиристор может снова открыться, так как к нему прикладывается прямое напряжение. Это приведет к опрокидыванию инвертора, при котором возникнет аварийный ток, поскольку э. Для исключения опрокидывания необходимо, чтобы выполнялось условие. Силовые схемы тирсторных преобразователей, предназначенных для питания якорных цепей двигателей, выполняются как в нереверсивном одна выпрямительная группа тиристоров , так и в реверсивном две выпрямительные группы исполнениях. Нереверсивные исполнения тиристорных преобразователей, обеспечивающих одностороннюю проводимость, позволяют работать в двигательном и генераторном режимах только при одном направлении момента двигателя. Для изменения направления момента требуется или изменить направление тока якоря при неизменном направлении потока возбуждения, или изменить направление потока возбуждения при сохранении направления тока якоря. Реверсивные тиристорные преобразователи имеют несколько разновидностей схем силовой цепи. Наибольшее распространение получила схема с встречно-параллельным подключением к одной вторичной обмотке трансформатора двух вентильных групп рис. Такая схема может быть выполнена и без индивидуального трансформатора с питанием тиристорных групп от общей сети переменного тока через анодные токоограничивающие реакторы РТ. Переход на реакторный вариант значительно сокращает размеры тиристорного преобразователя и снижает его стоимость. Тиристорные преобразователи для цепей обмоток возбуждения двигателей выполняются в основном в нереверсивном исполнении. Схема позволяет в широких пределах изменять ток возбуждения двигателя. Минимальное значение тока имеет место, когда тиристоры Т1 и Т2 закрыты, а максимальное, когда они открыты. Способы управления реверсивными тиристорными преобразователями. В реверсивных тиристорных преобразователях применяются два основных способа управления вентильными группами — совместный и раздельный. В свою очередь совместное управление выполняется согласованным и несогласованным. При согласованном управлении отпирающие импульсы на тиристоры подаются на обе группы вентилей таким образом, чтобы средние значения выпрямленного напряжения у обеих групп были равны между собой. Это обеспечивается при условии. При несогласованном управлении среднее значение напряжения инверторной группы превышает напряжение выпрямительной группы. Это достигается при условии, если. Мгновенное значение напряжений групп при совместном управлении не равны друг другу во все моменты времени, вследствие чего в замкнутом контуре или контурах , образуемых тиристорными группами и обмотками трансформатора, течет уравнительный ток, для ограничения которого в цепь тиристорного преобразователя включаются уравнительные реакторы УР1—УР4 см. При включении токоограничивающих реакторов по два на группу они выполняются насыщающимися при протекании тока нагрузки. Например, при работе группы В насыщаются реакторы УР1 и УР2, а реакторы УРЗ и УР4 остаются ненасыщенными и ограничивают уравнительный ток. Если реакторы включаются по одному на группу УР1 и УРЗ , то они выполняются не насыщающимися при протекании тока нагрузки. Преобразователи с несогласованным управлением имеют меньшие габариты реакторов, чем при согласованном управлении. Однако при несогласованном управлении снижается диапазон допустимых углов регулирования, что приводит к худшему использованию трансформатора и уменьшению коэффициента мощности установки. Одновременно нарушается линейность регулировочных и скоростных характеристик электропривода. Для полного исключения уравнительных токов используется раздельное управление вентильными группами. Раздельное управление заключается в том, что управляющие импульсы подаются только на ту группу, которая в данный момент должна работать. На вентили неработающей группы управляющие импульсы не подаются. Для изменения режима работы тиристорного преобразователя используется специальное переключающее устройство, которое при равенстве нулю тока тиристорного преобразователя сначала снимает управляющие импульсы с ранее работающей группы, а затем после небольшой паузы 5—10 мс подает управляющие импульсы на другую группу. При раздельном управлении нет необходимости включения уравнительных реакторов в цепи отдельных групп вентилей, возможно полное использование трансформатора, снижается вероятность опрокидывания инвертора вследствие уменьшения времени работы тиристорного преобразователя в инверторном режиме, уменьшаются потери энергии и соответственно увеличивается к. Однако раздельное управление предъявляет высокие требования к надежности устройств для блокирования управляющих импульсов. Сбой в работе блокирующих устройств и появление управляющих импульсов на нерабочей группе тиристоров приводят к внутреннему короткому замыканию в тиристорном преобразователе, так как уравнительный ток между группами в этом случае ограничен только реактансом обмоток трансформатора и достигает недопустимо большого значения. Копирование материалов разрешено только с указанием активной ссылки на первоисточник! Схемы выпрямления, принципы построения силовых цепей преобразователей Тиристорные преобразователи выполняются с однофазными и многофазными схемами выпрямления. Для нулевых схем среднее выпрямленное напряжение определяется из выражения где m — число фаз вторичной обмотки трансформатора; U2 ф — действующее значение фазового напряжения вторичной обмотки трансформатора. Это обеспечивается при условии где a в и a и — углы регулирования выпрямительной и инверторной групп. Это достигается при условии, если Мгновенное значение напряжений групп при совместном управлении не равны друг другу во все моменты времени, вследствие чего в замкнутом контуре или контурах , образуемых тиристорными группами и обмотками трансформатора, течет уравнительный ток, для ограничения которого в цепь тиристорного преобразователя включаются уравнительные реакторы УР1—УР4 см. Вентильные преобразователи постоянного тока Автоматизированный электропривод крановых механизмов с тиристорным управлен
В силовой преобразовательной технике при мощностях нагрузок от десятков киловатт и выше традиционно используют тиристорные инверторы. Эксплуатация тиристорных преобразователей наиболее целесообразна при напряжениях питания инверторов от единиц до десятка киловольт и токах от сотен ампер и выше, хотя позиции тиристоров все интенсивнее отвоевывают IGBT. Триодные тиристоры, в отличие от транзисторов, не являются полностью управляемыми приборами. Для того чтобы отпереть триодный тиристор, необходимо подать импульс тока от задающего генератора на выводы катода и управляющего электрода. Для запирания триодного тиристора недостаточно прекратить подачу отпирающего импульса. Для этого следует или уменьшить ток через тиристор ниже тока удержания, или поменять полярность напряжения на выводах анод-катод прибора. Исключение составляют запираемые тиристоры, которые можно закрывать, подавая на управляющие электроды соответствующие импульсы. Для запирания триодных тиристоров в преобразователях используют реактивные компоненты: Накопленная в них энергия идет на запирание ранее открытых тиристоров. Для подавления колебательных процессов, возникающих при переключении тиристоров, параллельно выводам анод-катод включают демпфирующие RС-цепи. При переходе электронного ключа в состояние отсечки импульс ЭДС самоиндукции, обусловленный наличием запасенной энергии в паразитных индуктивностях, должен быть поглощен RС-цепью. Вычислить ориентировочные значения сопротивлений и емкостей компонентов демпфирующих RС-цепей можно согласно формулам: Uкз — напряжение, приложенное к тиристору при коротком замыкании относительных единиц ;. Трансформаторы описанных ниже инверторов последовательного, параллельного, параллельно-последовательного, преобразователя Мак-Муррея должны функционировать в линейном режиме без захода петли гистерезиса в область насыщения. Последовательный тиристорный инвертор тока содержит конденсатор, включенный последовательно с нагрузкой или трансформатором, к которому подключена нагрузка. Схема устройства показана на рис. Дроссель на входе в цепи питания преобразователя необходим для сглаживания импульсов тока, которые протекают через одновременно включенные тиристоры. Предположим, изначально тиристоры VS2 и VSЗ находятся в открытом состоянии, а тиристоры VS1 и VS4 закрыты. Обкладка конденсатора С1, соединенная с тиристорами У81 и УБ2, заряжена отрицательно. Подключенная к тиристорам VSЗ и VS4 обкладка заряжена положительно. Последовательный тиристорный инвертор тока. Подадим отпирающие импульсы между управляющими электродами и катодами тиристоров VS1 и VS4. Тиристоры VS1 и VS4 переходят в открытое состояние, и все четыре тиристора находятся в проводящем состоянии. Конденсатор С1 начинает разряжаться, и токи его разряда будут противоположны токам, протекающим через тиристоры VS2 и VSЗ. В момент времени, когда токи через тиристоры VS2 и VS3 станут равны нулю, эти тиристоры закроются. Напряжение на выводах конденсатора С1 теперь имеет обратную полярность, в соответствии с которой происходит его заряд. Приложим отпирающие импульсы между управляющими электродами и катодами тиристоров VS2 и VSЗ, в результате чего они перейдут в открытое состояние. Все четыре тиристора будут открыты, происходит разряд конденсатора С1, и направление токов разряда таково, что токи через тиристоры VS1 и VS4 станут равны нулю. Тиристоры VS1 и VS4 переходят в закрытое состояние, а тиристоры VS2 и VSЗ будут открыты. Напряжение на первичной обмотке трансформатора ТV1 допустимо вычислить согласно выражению: При отсутствии нагрузки последовательного тиристорного преобразователя возможен аварийный режим, когда все тиристоры остаются в открытом состоянии. По этой причине включение данного преобразователя без нагрузки или с недостаточной нагрузкой недопустимо. Нагрузочная характеристика преобразователя является почти неизменной при существенных флюктуациях мощности нагрузки. Рассмотрим однофазный параллельный тиристорный инвертор тока мостового типа, схема которого показана на рис. Допустим, тиристоры VS1 и VS4 изначально были в состоянии насыщения, обкладка конденсатора С1, электрически соединенная с тиристорами VS1 и VS2, была заряжена положительно, а обкладка, подключенная к тиристорам УБЗ и УБ4, — отрицательно см. Ток течет от положительного полюса источника питания через дроссель L1, тиристор VS1, первичную обмотку трансформатора ТV1, тиристор VS4 и возвращается в источник питания. Подадим отпирающие импульсы положительной полярности на управляющие электроды тиристоров VS2 и VSЗ, которые включены в диагональ моста. Тиристоры VS2 и VSЗ открываются, и все четыре тиристора находятся в проводящем состоянии. Конденсатор С1 начинает разряжаться. Направление токов его разряда противоположно токам через тиристоры VS1 и VS4, и в момент, когда токи будут скомпенсированы, тиристоры VS1 и VS4 перейдут в запертое состояние. К конденсатору С1 приложено напряжение противоположной полярности на рис. Подадим отпирающие импульсы на управляющие электроды тиристоров VS1 и VS4, которые переходят в открытое состояние. При этом все четыре тиристора открыты. Начинает происходить разряд конденсатора С1. Направление токов разряда противоположно направлению токов, протекающих через тиристоры VS2 и VSЗ. В тот момент, когда, благодаря компенсации, токи через тиристоры VS2 и VSЗ будут нулевыми, они перейдут в запертое состояние. Тиристоры VS1 и VS4 будут открыты, а компоненты VS2 и VSЗ — закрыты. Емкость конденсатора С1 допустимо определить согласно выражению: Напряжение на первичной обмотке трансформатора ТV1 можно найти по формуле: Нагрузка параллельного тиристорного инвертора тока должна иметь емкостный характер, а ток, протекающий через конденсатор С1 и первичную обмотку трансформатора ТV1, должен опережать напряжение, приложенное к конденсатору С1. Иначе только что перешедшие в запертое состояние тиристоры вновь откроются, и возникнет аварийная ситуация, когда непредусмотренный ток потечет через тиристоры, нарушив работу преобразователя. Функционирование преобразователя без нагрузки недопустимо, что представляет недостаток параллельного инвертора. Нагрузочная характеристика преобразователя — круто падающая, наклон которой, а также форма импульсов на вторичной обмотке трансформатора ТV1 зависят от проводимости нагрузки, индуктивности дросселя L1 и емкости конденсатора С1. Целесообразна работа параллельного тиристорного инвертора тока на фиксированную неизменную нагрузку. Параллельно-последовательный тиристорный инвертор тока сочетает достоинства как последовательного, так и параллельного преобразователей. Его схема показана на рис. Принцип действия параллельно-последовательного инвертора тока существенно не отличается от принципа действия рассмотренных ранее инверторов последовательного и параллельного типов. Параллельно-последовательный инвертор обладает довольно "стабильной" нагрузочной характеристикой и может быть в отдельных случаях включен без нагрузки. Чем больше коэффициент мощности нагрузки параллельно-последовательного инвертора, тем незначительнее станет изменение нагрузочной характеристики при флюктуации снимаемой мощности от минимума до максимума. Преобразователь Мак-Муррея имеет LС-контур, предназначенный для запирания тиристоров, реактивные компоненты которого в определенные моменты соединяют друг с другом посредством тиристоров, находящихся в это время в открытом состоянии. Соответствующая схема показана на рис. Предположим, изначально тиристор VS1 был в открытом состоянии, а тиристор VS2 — в закрытом. Обкладка конденсатора С1, подключенная к тиристору VS2, заряжена положительно, а соединенная с тиристором VS1 — отрицательно. Подадим отпирающий импульс положительной полярности на управляющий электрод тиристора VS2. Тиристор VS2 переходит в открытое состояние, и конденсатор С1 начинает разряжаться. Направление тока его разряда, протекающего по цепи от положительно заряженной обкладки конденсатора С1, через открытый тиристор VS2, тиристор VS1, отрицательно заряженную обкладку конденсатора С1, противоположно току, протекающему через тиристор VS1. В результате тиристор VS1 переходит в закрытое состояние. Конденсатор С1 начинает перезаряжаться, причем этот процесс не может быть мгновенным из-за включенного последовательно с ним, благодаря открытому тиристору, дросселя L1. Через диод VD4 происходит рекуперация энергии, то есть возвращение в питающую сеть энергии ЭДС самоиндукции полуобмотки трансформатора ТV1. Часть тока в результате запаса энергии циркулирует по цепи от дросселя L1, через диод VD4, открытый тиристор VS2 и возвращается в дроссель L1. При дальнейших переключениях запасенная энергия возрастала бы, приводя к росту циркулирующего тока. Во избежание этого к части полуобмотки трансформатора ТV1 подключен диод VSЗ. Подадим отпирающий импульс на управляющий электрод тиристора VS1, в результате чего он переходит в открытое состояние. Происходит разряд конденсатора С1, который инициирует запирание тиристора VS2. Благодаря наличию диодов VD2, VDЗ нагрузочная характеристика преобразователя Мак-Муррея довольно "жесткая". Преобразователь может быть включен без нагрузки и способен питать индуктивную нагрузку. Последовательный резонансный тиристорный инвертор, схема которого изображена на рис. Конденсаторы С1 и С2 образуют емкостный делитель напряжения. Индуктивности полуобмоток дросселя L1 и емкости конденсаторов С1 и С2 представляют резонансный контур, собственная частота которого равна частоте импульсов управления. Если бы эти частоты отличались друг от друга, что обычно имеет место на практике, то преобразователь следовало бы называть квазирезонансным. На практике обычно добротность колебательной системы выбирают от 1 до 4. Емкости конденсаторов С1 и С2 должны быть по возможности близкими. Допустим, тиристор VS1 открывается, а тиристор VS2 закрыт. Ток течет по цепи: Конденсатор С1 разряжается, а конденсатор С2 заряжается. Поскольку емкости этих конденсаторов в теории одинаковы, через первичную обмотку трансформатора TV1 протекает в два раза больший ток, чем через каждый из конденсаторов. Частота тока, протекающего по нагрузке Rн, зависит от параметров компонентов колебательного контура. Форма импульсов тока в течение полупериода близка к половине синусоиды. В конце полупериода ток через тиристор VS1 уменьшается до нуля, и он закрывается. Приложим отпирающий импульс между управляющим электродом и катодом тиристора VS2, который переходит в открытое состояние. Форма импульсов тока и в течение второго полупериода близка к половине синусоиды. В конце полупериода ток через тиристор VS2 уменьшится до нуля, и тиристор закроется. Переменное напряжение на чисто активной нагрузке Rн будет почти синусоидальной формы. Емкости конденсаторов С1 и С2 находят согласно выражению: Ввиду переключения тиристоров при нуле тока в них выделяется небольшая мощность потерь, что является достоинством. Постоянная ссылка на это сообщение: Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Копирование материалов сайта возможно только с указанием ссылки на первоисточник - сайт meandr. Главная Проекты Arduino и робототехника Антенны Аудиоустройства Транспорт Для дома и быта Игрушки Измерительные устройства Источники питания Устройства к компьютеру Металлоискатели Устройства на микроконтроллерах Программаторы для микроконтроллеров Радиоприем и передача Сварочные аппараты Светотехника Видеоустройства и ТВ Шпионские устройства Разное Cтатьи А знаете ли Вы Аудио и видео Вольность мыслей Датчики Электронные компоненты Электросеть Защита объектов и информации Интерфейсы Коммутация Компьютеры Микроконтроллеры Обслуживание и ремонт Оптоэлектроника Пайка Память Питание Периферия к МК Полезная информация Программы Радиолюбительская технология Измерения и расчеты Силовая электроника и электротехника Телефония и связь Ремонт Автоэлектроника Электрические схемы автомобилей Схемы автомагнитол Схемы подключения автосигнализаций Аудиоаппаратура Схемы музыкальных центров Усилители, ресиверы Бытовая техника Кондиционеры Схемы микроволновых печей Схемы стиральных машин СМА Холодильники Видеоаппаратура DVD Телевизоры Советы по ремонту начинающим Схемы блоков питания телевизоров Схемы импортных телевизоров Схемы телевизоров LCD ЖКИ Секреты ремонта Прошивки eeprom телевизоров Прошивки флэш телевизоров Телефония Секреты ремонта радиотелефонов Схемы АТС Схемы телефонов Схемы радиотелефонов Схемы сотовых телефонов Офисная техника Схемы мониторов Схемы принтеров Схемы ноутбуков Спутниковое оборудование Инструкции настройки Софт Каталог схем блоков питания Каталог схем ресиверов Схемы ресиверов Справочники Даташиты datasheets Даташиты datasheets микросхем Даташиты datasheets транзисторов Даташиты datasheets разные Варикапы Диоды Стабилитроны Разъемы Импортные аналоги радиоэлементов Индуктивности Цветовая маркировка импортных диодов и стабилитронов Интегральные стабилизаторы напряжения Конденсаторы Резисторы Тиристоры Транзисторы Оптопары Усилители низкой частоты Буквенные обозначения элементов в электрических схемах Таблицы физических величин Справочник инженера Библиотека Книги Журналы Программы Разное Теория Начинающим Радиолюбителям Физические основы полупроводниковых приборов Контактные явления в полупроводниках Полупроводниковые диоды Биполярные транзисторы Полевые транзисторы Тиристоры Основы микроэлектроники Аналоговые интегральные схемы Цифровые интегральные схемы Основы ламповой электроники Задачи Задачи по электротехнике Задачи по электронике Форум. Переводчик Select Language Afrikaans Albanian Arabic Armenian Azerbaijani Basque Belarusian Bulgarian Catalan Chinese Simplified Chinese Traditional Croatian Czech Danish Dutch English Estonian Filipino Finnish French Galician Georgian German Greek Haitian Creole Hebrew Hindi Hungarian Icelandic Indonesian Irish Italian Japanese Korean Latvian Lithuanian Macedonian Malay Maltese Norwegian Persian Polish Portuguese Romanian Russian Serbian Slovak Slovenian Spanish Swahili Swedish Thai Turkish Ukrainian Urdu Vietnamese Welsh Yiddish. Распечатать Запись Тиристорные преобразователи Рубрики: Последовательный тиристорный инвертор тока Последовательный тиристорный инвертор тока содержит конденсатор, включенный последовательно с нагрузкой или трансформатором, к которому подключена нагрузка. Параллельный тиристорный инвертор тока. Параллельно-последовательный тиристорный инвертор тока. Последовательный резонансный тиристорный инвертор. У данного сообщения нет этикеток. Добавить комментарий Отменить ответ Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Как установить теплицу из поликарбоната на брус
Производственная катаракта распростроняется на оба глаза
Политические пути решения глобальных проблем современности
Курорты федерального значения
Рецепт маринованной капусты с перцем быстрого приготовления