Управляемый вентиль с активно-реактивной нагрузкой

На практике получили большое распространение трехэлектродные управляемые полупроводниковые вентили - тиристоры.

В отличие от неуправляемого вентиля, рассмотренного выше, тиристор открывается в тот момент, когда на управляющий электрод поступает положительный импульс (при условии, что в этот момент времени напряжение на аноде положительно). Изменяя момент поступления управляющего импульса, можно изменять интервал времени, в течение которого через вентиль проходит ток, то есть управлять постоянной составляющей выпрямленного напряжения.

Простейший однополупериодный выпрямитель с управляемым тиристором VT и активно-индуктивной нагрузкой показан на рис. 12.6.

Пусть отпирающий импульс подан на управляющий электрод в момент времени t₁, соответствующий углу отпирания . Угол отпирания отсчитывается от начала положительной полуволны. Этому моменту времени соответствует расчетная схема цепи, показанная на рис. 12.7.

По расчетной схеме замещения найдем ток в цепи:

где , ,

, .

Постоянную интегрирования найдем, записав выражение для тока при t=t₁:

.

Согласно первому закону коммутации i(t₁)=0, тогда

_.

Искомый ток будет определяться функцией

.

На рис. 12.8 построены кривые тока i(t) и напряжения u_ав(t).

Рис. 12.8

Тиристор закроется, когда его ток станет равен нулю i(t₂)=0. Этот момент времени t₂ определяется графически.

Описание лабораторной установки

В лабораторной работе исследуются две схемы нерегулируемого выпрямителя с емкостной и индуктивной нагрузкой, которые показаны на рис. 12.9 и 12.10.

В работе используются: двухлучевой осциллограф любого типа, позволяющий снимать одновременно кривые тока и напряжения в цепи; звуковой генератор ЗГ-54; диод Д-245, расположенный на стенде; магазин емкостей; магазин сопротивлений; катушка индуктивности однофазного лабораторного трансформатора; резистор R из блока сопротивлений лабораторного стенда.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 12.9

Рис. 12.10

Задание на подготовительную работу

1. Изучить раздел дисциплины «ТОЭ» «Нелинейные цепи переменного тока».

2. Ознакомиться с ходом выполнения лабораторной работы и содержанием рабочей тетради.

3. Для схемы нерегулируемого выпрямителя с емкостной нагрузкой (рис. 12.9) рассчитать входной ток i_Д(t) и напряжение на емкости u_с(t) и построить их временные зависимости в одних осях координат.

Параметры схемы и угол отпирания тиристора выбираются по табл. 12.1 согласно варианту.

Таблица 12.1

Вари- ант	Угол отпирания α, град.	К схеме рис. 12.9			К схеме рис. 12.10
		RH, Ом	CH, мкФ	f, Гц	RH, Ом	LН, Гн	f, Гц
1	0	100	10	1000	250	0,5	500
2	90	100	20	500	150	0,16	1000
3	45	25	30	500	200	0,5	1000
4	60	75	10	2000	100	0,5	250
5	90	30	20	2500	50	0,5	200
6	30	150	30	1000	50	0,16	500
7	60	50	10	500	100	0,5	300
8	15	100	20	1000	200	0,16	400
9	30	200	30	1500	100	0,5	300
10	90	60	10	2000	200	0,5	450
11	40	120	20	1000	50	0,5	800
12	35	65	10	800	75	0,16	750

4. Для схемы нерегулируемого выпрямителя с индуктивной нагрузкой (рис. 12.10) рассчитать и построить временные зависимости тока i(t) и напряжения u_ab(t). Параметры схемы и величина угла отпирания тиристора выбираются согласно варианту по табл. 12.1.