Главная Промышленная автоматика.

ченных диода и транзистор. Поэтому потери мощности в данной схеме больше, чем в рассмотренных выше схемах, а КПД ниже.

Регуляторы напряжения с рассмотренными выше схемами исполнительных органов обеспечивают изменение напряжения без искажения его формы (рис. 29, а). Однако из-за низкого КПД выходная мощность подобных регуляторов напряжения сравнительно невелика, а масса и габариты - значительные.

Исполнительные органы мощных регуляторов напряжения обычно работают в импульсном режиме. В схемах управления с шн-ротно-импульсной модуляцией (ШИМ), получившей наибольшее применение, изменение длительности управляющего импульса вызывает изменение открытого или закрытого состояния исполнительного органа при постоянной частоте следования импульсов, чаще всего равной частоте питающей сети. Подобные схемы управления работают с исполнительными органами на магнитных усилителях и транзисторах. Длительность открытого состояния тиристора определяется не длительностью управляющего импульса схемы управления, а лишь его фазой, поэтому тиристорные исполнительные органы имеют фазовое управление.

Тиристорные регуляторы напряжения переменного тока в настоящее время все шире применяются как в радиолюбительской практике, так и в массовой бытовой радио- и электроаппаратуре. Этому способствуют их относительная простота и низкая стоимость.

Основным узлом схем фазового управления тиристором является фазосдвигающее устройство. Широко применяются простые и достаточно эффективные схемы фазорегуляторов, выполненные на RC- или ,/?-фазосдвигающих цепочках (рис, 30, а, в). Фазорегулятор обычно выполняется по мостовой схеме: два соседних илеча моста образованы полуобмотками w2 и w" вторичной обмотки трансформатора Тр; два других представляют собой активное и реактивное сопротивления (резистор R и конденсатор С или дроссель Др индуктивностью L). В одну из диагоналей моста подводится суммарное напряжение U2 + U"2 вторичных полуобмоток, с другой диагонали снимается управляющее напряжение Uy. Под действием напряжения U2 + U"2 в С-цепи (рис. 30, а) протекает ток, опережающий по фазе это напряжение на угол ф. Напряжение на резисторе R, равное Ur, по фазе совпадает с током, а напряжение на конденсаторе С, равное Uc, отстает от тока на 90°. Все эти напряжения показаны на векторной диаграмме (рис, 30, б).

Изменение сопротивления R приводит к изменению падения напряжения на нем U"r, соответственно изменяется и напряжение па конденсаторе С, оставаясь сдвинутым по фазе на 90°. Таким образом, при изменении сопротивления R от нуля до максимального значения угол регулирования а будет изменяться от 180° до некоторого минимального значения. Отличие схем на рис. 30, а и 30, в состоит в то.м, что в последней схеме ток в /?А-цспи отстает по фазе от напряжения U2+U"2. Регулируя не только сопротивление резистора R, но и индуктивность L дросселя Др (например,



изменением иодмагничивающего тока), можно получить угол регулирования от 180° до нуля.

Кроме фазорегулирующих устройств в схемах фазового управления могут использоваться различные формирователи импульсов (блокинг-генсраторы н др.) заданной амплитуды, длительности, формы и пр.

сфу,



Д.дъ

Рис. 30. Схе.мы фазорегуляторов (а, в) и векторная дна-грамма напряжений (6)

Рис. 31. Схемы исполЕгителыных органов регуляторов напряжения переменного тока на тиристорах

Импульсные регуляторы напряжения с исполнительными органами на дроссельных магнитных усилителях (рис. 27, в) просты, надеж)1Ы, но имеют низкие коэффициент усиления и динамическую Добротность, большие габариты и массу, особенно при работе от электросети переменного тока частотой 50 Гц. Применение магнитных усилителей с самонасыщением (рис. 27, г) позволяет повысить 3-2 65



динамическую добротность регулятора напряжения, уменьшить массу и габариты, однако это приводит к его усложнению и повышению стоимости. Общим недостатком регуляторов напряжения с магнитными элементами является их инерционность. Выходная мощность таких регуляторов ограничивается значением максимально допустимого тока через рабочие обмотки магнитного усилителя.

Использование транзисторов в исполнительных органах регуляторов напряжения (см. рис. 28) позволяет повысить их быстродействие, улучшить массогабаритные характеристики. Однако по допустимым значениям прямого тока и обратного напряжения транзисторы значительно уступают тиристорам.

Самый простой исполнительный орган тиристорного регулятора напряжения (рис. 31, а) состоит из двух включенных встречно-параллельно тиристоров. Для управления ИМИ требуются две схемы фазового управления СФУ и СФУг с электрически изолированными друг от друга выходами.

Исполнительный орган (рис. 31,6) со-держит вдвое большее число силовых элементов, чем предыдущий. Ток нагрузки в течение каждого полупериода протекает через два последовательно соединенных вентиля: открытый тиристор Дг (или Д4) и диод Дз (или Д), шунтирующий закрытый тиристор. В результате этого потери мощности в схеме больше, чем в предыдущей, а КПД ниже. Схема фазового управления тирпсторами имеет два выхода с общей точкой, что упрощает ее реализацию.

Тиристор Дз исполпительного органа (рис. 31,8) включен в диагональ мостовой схемы выпрямления на диодах Дь Дг, Д4, Д5- Схема фазового управления тиристором в этой схеме наиболее простая. Поскольку ток в течение каждого .полупериода проходит через три последовательно соединенных вентиля, то у схемы но сравнению с рис. 31,а, б самый низкий КПД.

Форма выходного напряжения в рассмотренных выше регуляторах напряжения переменного тока существенно несипусоидаль-ная (см. рис. 29,6). Среднее значение этого напряжения

Рис. 32. Схема испо.инитель-ного органа регулятора напряжения переменного тока со ступенчатым регулированием

max С

(1 + COS а)/я.

а действующее значение

max с

л - а +

sin 2а





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [20] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

0.0034