Автотрансформатор с тиристорным переключателем отводов

July 28, 2013 by admin Комментировать »

С помощью тиристоров можно не только коммутировать обмотки автотрансформаторов для получения того или иного напряжения, но и модулировать получаемое напряжение для обеспечения постоянного управления. Это приносит пользу как средство повышения коэффициента мощности по сравнению с простейшими тиристорными регуляторами, а также позволяет снизить требования к трансформаторам, предназначенным для работы с нагрузками, требующими постоянной мощности в широком диапазоне напряжений. Примером такой нагрузки является стеклоплавильная печь, в которой желательно иметь постоянную выделяющуюся мощность в условиях больших изменений сопротивления стекла при изменении его температуры.

На Рис. 10.19 приведена схема автотрансформатора с двумя тиристорными ключами. Отвод сделан от середины обмотки. Для получения напряжений на нагрузке от нуля до половины максимально возможного значения используется нижний тиристорный ключ с фазовым управлением. Для получения больших напряжений, при выключенном нижнем ключе, вступает в дело верхний ключ. В случае нагрузки с постоянной мощностью, нижняя половина обмотки должна быть рассчитана на максимальный ток при минимальном напряжении на нагрузке, в то время как верхняя половина — на максимальный ток при полном напряжении.

Рис. 10.19.

Эта базовая схема может быть выполнена для нагрузок с постоянным током на наборе тиристорных преобразователей. Такая установка была создана несколько лет назад для генерации тороидального магнитного поля в ускорителе Алкатор Токамак (Alcator C-MOD Tokamak) в Массачусетс-

ком технологическом институте. Для магнита требовался импульсный рабочий ток амплитудой 265 кА, с минимально возможными временем нарастания и временем спада. При этом мощность генератора была ограничена на уровне 250 MBA. Набор тиристорных преобразователей и отводов от автотрансформатора обеспечивал получение 1500 В постоянного напряжения при малых токах нагрузки и снижение напряжения до 900 В — при максимальном токе. Эта конструкция не только удовлетворяла требованиям по быстродействию, но и минимизировала ударные нагрузки на генератор. Низковольтный отвод обмотки был соединен с шестью параллельными ветвями, а высоковольтная обмотка — с четырьмя, при этом в каждой ветви было использовано по восемь тиристорных преобразователей. Всего было использовано 480 тиристоров.

Улучшение коэффициента мощности при использовании автотрансформаторов с тиристорными переключателями отводов иллюстрирует Рис. 10.20. Здесь приведены графики зависимости коэффициента мощности от выходного напряжения преобразователя с использованием автотрансформатора с коэффициентом трансформации 2:1 и без него. Если бы требовалась постоянная мощность в нагрузке, разница была бы еще больше. При работе низковольтных обмотки и преобразователя коэффициент мощности растет линейно с выходным напряжением и достигает 1 при половине максимального выходного напряжения. Затем, после включения в работу высоковольтного преобразователя, коэффициент мощности несколько спадает, а при максимальном выходном напряжении опять становится равным 1.

Источник: Сукер К. Силовая электроника. Руководство разработчика. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI, 2008. — 252 c.: ил. (Серия «Силовая электроника»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты