9. ФОРМИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ

В качестве простейшего фазорегулятора может быть использован заторможенный асинхронный электродвигатель, статор которого питается от того же источника, что и анодная цепь тиратрона, а с ротора снимается напряжение, фаза которого определяется его угловым положением. Отечественная промышленность выпускает индукционные фазорегуляторы типов и Такой же эффект можно получить на сельсине при питании его трехфазной обмотки через резисторы от трехфазной сети (рис. II.21, а).

Рис. II.21. Схемы фазосдвигающих элементов: а — индукционный на базе сельсина; б — мостовой -фазосдвигающий элемент; в — мостовой -фазосдвигающий элемент; — фазосдвигающий элемент на базе дросселя насыщения; — фазосдвигающий Элемент на базе пик-трансформатора

Более удобны в эксплуатации статические фазорегуляторы мостового типа. Два плеча моста являются вторичными обмотками трансформатора, а два других составлены из активного (резистор и реактивного (конденсатор С или индуктивность элементов, как показано на рис. II.21, б и в. Изменение фазы выходного напряжения по отношению к фазе напряжения на вторичной обмотке трансформатора достигается изменением величины сопротивления резистора или реактивного элемента.

Пример смещения фазы выходного напряжения путем подмагничивания постоянным током дросселя насыщения показан на рис. II.21, в. Эта схема обеспечивает сдвиг до 140 — 160°. Векторная диаграмма для моста такого типа без учета влияния нагрузки показана на рис. II.22, а. Из нее следует, что получаемый сдвиг фазы

Для сохранения постоянной величины напряжений на выходной диагонали моста при изменении фазы реактивная составляющая тока нагрузки компенсируется с помощью конденсатора шунтирующего нагрузку (первичную обмотку а напряжения вторичной цепи трансформатора должны быть неравными, т. е.

где - активное сопротивление диагонали с компенсирующим конденсатором, а — сопротивление диагонали до компенсации.

Рис. II.22. Кривые, поясняющие работу фазосдвигающих элементов: а — мостового элемента; — на базе дросселя насыщения; в — на базе пик-трансформатора

С помощью цепи, составленной из дросселя насыщения и активного сопротивления (рис. II. 21, г), можно получить кривую напряжения с крутонарастающим передним фронтом. Сердечник дросселя должен быть изготовлен из материала с высокой магнитной проницаемостью и резко выраженной нелинейностью кривой намагничивания. После достаточно быстрого насыщения дросселя (это время зависит от величины управляющего напряжения постоянного тока практически все напряжение источника оказывается приложенным к резистору Крутизна нарастания напряжения зависит от материала сердечника, а ширина импульса по оси связана с параметрами дросселя следующим соотношением:

где — число витков обмотки дросселя; — сечение магнитопровода; — амплитудное значение напряжения — индукция насыщения дросселя; — ширина импульса.

Форма изменения напряжения в цепи с дросселем насыщения показана на рис. II.22, б.

Импульсное напряжение необходимое для импульсного управления тиратроном (см. рис. 11.20, в), получают с помощью пик-трансформатора (см. рис. 11.21, д). Пик-трансформатор представляет собой сердечник переменного сечения, причем выходная обмотка располагается на участке с малым сечением Синусоидальный ток создает в сердечнике поток Ф, который сначала следует за изменением намагничивающей силы , а затем, после быстрого насыщения сердечника на участке с сечением остается неизменным на уровне В результате форма изменения потока приобретает трапецеидальную форму, поэтому напряжение на выходной обмотке существует только в промежутки времени, соответствующие изменению потока Ф, и имеет импульсную форму ширина импульсов у основания 60°, а на рабочем уровне, устанавливаемом с помощью смещающего напряжения (см. рис. II.20, в), уменьшается до 30°. Подмагничивание сердечника пик-трансформатора постоянным током прямой или обратной полярности, подаваемым в управляющую обмотку (см. рис. II.21, д), позволяет в небольших пределах изменять фазу импульсов выходного напряжения. Наиболее эффективно это смещение проявляется при питании пик-трансформатора не синусоидальным нацряжением, а напряжением треугольной формы, которое можно получить путем включения последовательно с первичной обмоткой пик-трансформатора дросселя с частично насыщенным сердечником.

При импульсном управлении тиратроном следует принимать во внимание допустимые параметры отпирающего импульса.

Максимальное и минимальное значения угла зажигания в реверсивных многофазных схемах ограничиваются двумя величинами: углом горения тиратрона у после зажигания последующего и углом деионизации предыдущего, определяемого временем восстановления сеткой запирающих свойств после гашения тиратрона (обычно

Из выражений (11.36) следует, что максимальный диапазон регулирования определяется формулой

После зажигания тиратрона на сетке относительно катода устанавливается небольшой положительный потенциал в результате чего в сеточной цепи появляется ток. Для его ограничения в цепь сетки включается резистор

Максимально допустимое значение амплитуды сеточного тока связано с и с другими параметрами сеточной цепи следующим выражением:

где — амплитуда сеточного импульса; — коэффициент,

учитывающий падение напряжения в цепи после зажигания тиратрона; внутреннее сопротивление источника запирающего напряжения

В большинстве случаев вследствие малости напряжением можно пренебречь. Так как последнее также может не учитываться.

По описанным выше методам управления тиратронами проектируются реверсивные и многофазные (трех-, шести- и двенадцатифазные) схемы.