Фазовое регулирование выпрямленного напряжения
Использование управляемых полупроводниковых приборов позволяет, кроме амплитудного, применять еще и фазовое регулирование, при котором ступенчатое изменение тока и напряжения заменяется плавным.
Фазовое регулирование для схемы с нулевой точкой (рис. 3.31).
Применяется для регулирования тока в обмотках возбуждения (ОВ) тяговых двигателей электровозов ВЛ80т, ВЛ80с, ВЛ80р, ВЛ85, ВЛ65, ЧС4Т, ЧС8 в режиме электрического торможения.
Примем следующие допущения.
- Пульсация выпрямленного тока пренебрежимо мала.
- Коммутация вентилей происходит практически мгновенно.
Если задерживать отпирание тиристоров на угол α по отношению к началу полупериода, то коммутация вентилей тоже будет запаздывать на угол α.
Рис. 3.31. Фазовое регулирование для схемы с нулевой точкой
Среднее выпрямленное напряжение с учетом фазового регулирования
Рис. 3.32. Фазовое регулирование для схемы с нулевым диодом
Рис 3.33. Зависимость коэффициента мощности от выпрямленного напряжения: 1 — схема с нулевой точкой; 2 — схема с нулевым диодом; 3 — амплитудное регулирование
Зависимость коэффициента мощности от выпрямленного напряжения для схемы с нулевым диодом показана на рис. 3.33 (кривая 2). Из этого графика видно, что при малых углах α коэффициент мощности оказывается выше, чем при амплитудном регулировании (кривая 3).
Достоинства фазового регулирования:
- возможность увеличения расчетного коэффициента сцепления на 8 % за счет плавного регулирования напряжения и отсутствия колебаний пускового тока;
- отсутствие на ЭПС силовых контакторов, переключающих секции трансформатора.
Недостатки.
- при больших углах α — низкие значения коэффициента мощности;
- повышенная пульсация выпрямленного тока.
Фазовое регулирование для мостовой схемы.
В режиме выпрямления для фазового управления в схеме моста достаточно иметь два тиристора. Остальные два прибора могут быть диодами. Возможны два способа включения тиристоров в мостовую схему (рис. 3.34), которые условно называют схемами с поперечным и продольным расположением тиристоров.
Сравнение мостовых схем фазового регулирования приведено в табл. 3.6.
Таблица 3.6
Сравнение схем с поперечным и продольным расположением тиристоров
Рис. 3.34. Фазовое регулирование для мостовой схемы
Условные обозначения: о — открытие полупроводникового прибора; • — закрытие полупроводникового прибора
Рис. 3.35. Угол коммутации при фазовом регулировании
Продолжительность коммутации при фазовом регулирование.
Коммутация полупроводниковых приборов при фазовом регулировании начинается либо при ωt= 0, либо при ωt= α (см. рис. 3.34).
Продолжительность коммутации, начинающейся при ωt= 0 определяется из выражения (3.4) по формуле (3.5). Коммутация, которая начинается при ωt= α, заканчивается при ωt= α + γ. При этом выражение (3.4) приобретает вид:
Формула (3.5) видоизменится на
