Тиристорные устройства для питания автоматических телефонных станций (стр. 9 из 17)

В режиме непрерывного тока дросселя ток фазы приближается по форме к прямоугольной (рис. 3.8,а,б). Его действующее значение без учета пульсаций

Действующее значение тока первичной обмотки, в которую трансформируются, не перекрываясь во времени, токи двух фаз, получается в раз больше, чем тока nl_r, т. е.

Рис.3.8 Ток дроселя.

По форме ток первичной обмотки в каждый из полупериодов повторяет ток фазы, равный току i_L (рис. 3.8, в). Первая гармоника этого тока при малых пульсациях сдвинута на угол а. относительно напряжения на первичной обмотке.

Таким образом, при тиристорный выпрямитель потребляет от сети не только активный, но и реактивный ток. Это является недостатком такого выпрямителя.

Полный перепад пульсаций на выходном конденсаторе С найдем так же, как и при исследовании неуправляемого выпрямителя. В результате получим выражение:

Здесь коэффициент D(a) является функцией угла a.

Подводя итог, отметим следующие особенности схемы тиристорного регулируемого выпрямителя:

1)снижение выходного напряжения в теристорном выпрямителе достигается благодаря уменьшению отбора мощности от сети переменного тока; оно не связано с гашением значительной ее части в выпрямителе;

2)при регулировке выпрямитель потребляет не только активную, но и реактивную мощностью сети переменного тока;

3)при изменении угла регулирования a от 0 до 0,5p выходное напряжение меняется от максимума до 0;

4)пульсация выпрямленного напряжения заметно возрастает с ростом угла регулирования;

5)режим непрерывного тока в дросселе нарушается, если не соблюдается отношение

4. Расчет управляемого выпрямителя на теристорах.

Рис. 4.1 Принципиальная схема выпрямителя с индуктивной нагрузкой к примеру расчета.

Рис. 4.2 Принципиальная схема управляемого выпрямителя к примеру расчета.

В управляемом выпрямителе создаются значительные пульсации напряжения, для уменьшения которых обычно применяют многозвенный сглаживающий фильтр. Коэффициент пульсаций на входе фильтра зависит от угла регулирования a:

где К = 1 для первой гармоники частоты пульсаций.

Для уменьшения коэффициента пульсаций можно применить коммутирующие диоды.

Пример. Исходные данные:

1. Пределы регулирования выпрямленного напряжения U’₀ = 70¸100 В.

2. Сопротивление нагрузки Rн = 100 Ом =const, При регулировании ток нагрузки изменяется от I_0max= U’_0max/Rн = 100:

100 = 1 А до I_0min= 70:100 = 0,7 А.

3. Коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке К_пвых = 0,2%.

4. Напряжение сети 220 В частоты 50 Гц.

Расчет:

1. Для сравнительно небольшой мощности Р_0тах =U’₀I₀ = 100 • 1 = 100 Вт выбираем однофазную мостовую схему выпрямления с Г-образным LС-фильтром (рис. 4.2).

2. Основные параметры выпрямителя при максимальном выходном напряжении U’₀ = 100 В, т. е. при α = 0

Uдр=0,1U’о =0,1x100=10 В при Р0=100 Вт; (4.2.)

U0=U'о+Uдр=100+10=110В; U2=1,11U0 =1,11x110=122В; (4.3.)

I2=0,707I0=0,707x1=0,707A; Kтр=U2/U1=122/220=0,555; (4.4.)

I1=IоKтр=1x0,555=0,555A; Pтип=1,11U0I0=1,11x110x1=122BA; (4.5.)

I0в=0,5I0=0,5x1=0,5A; ImB=I0=1A; (4.6.)

Uобр=1,57U0=1,57x100=173В; Kпвх=0,67(67%); (4.7)

3. Определение основных параметров выпрямителя при минимальном выходном напряжении, т. е. при α= α _мах

(4.18)

4. Выбор типа вентилей. В мостовой схеме для упрощения управления выбраны два вентиля неуправляемых и два тринистора. Выбираем вентили по максимальному обратному напряжению U_обр_m ⁼ 173 В и максимальному значению выпрямленного тока I₀_в = 0,5 А и I ₀_вн = 0,626 А.

Выбираем диоды типа Д242Б (U_{обр.доп} = 200 В; I_о = 2 А). Выбираем тринисторы типа КУ201Ж (U_{обр.доп} ⁼ 200 В; Iо = 2 А, I_{упр тах} = 0,2 А).

5. Определение коэффициента сглаживания:

q=К_п.вх/К_п.вых=1,51:0,002=755. (4.19)

Принимаем двухзвенный фильтр с коэффициентом сглаживания одного звена:

6. Определение элементов каждого звена фильтра:

Амплитуда переменного напряжения на конденсаторе первого звена С₁:

Выбираем конденсатор типа К50-12 емкостью С1=С1==50 мкф, U_раб=250В:

U_~m_конд=6%; U_раб =0,06x250 =15,2 В > 6,1 В.

Индуктивность дросселя

7. Проверка условия отсутствия резонансных явлений в фильтре

8. Расчет элементов цепи управления.