тов(например, печей сопротивления).
Рис. 14.1. Преобразователи переменного напряжения: однофазные на
неполностью (а) и полностью управляемых (б) тиристорах; однофазные на
первичной стороне трансформатора (в) и трансформатора с отпайками (г);
трехфазные для регулирования напряжения на активной нагрузке (д) и
двигателе (е)
Диапазон номинальных значений напряжений и токов электрических на-
грузок чрезвычайно широк. Для согласования с напряжением сети приме-
няются трансформаторы. При малых или очень больших напряжениях на-
грузки для регулирования целесообразно включать тиристорные ключи на
первичной стороне трансформатора, однако при этом возникает ряд про-
блем, связанных с насыщением трансформатора. Эти проблемы обостряют-
ся при ИМ–НЧ, когда включения трансформатора происходят очень часто.
Рис. 14.2. Диаграммы напряжений на нагрузке ППН при различных
способах управления (модуляции): ИМ–ОЧ (фазовое регулирование) с
отстающим (a > 0), опережающим (b > 0) и равным нулю (a = b) углом
сдвига j (а, б, в); ИМ–ВЧ (г); ИМ–НЧ (д); ИМ–НЧ на первичной стороне
трансформатора (е); многозонные ИМ–ОЧ (ж), ИМ–ВЧ (з) и ИМ–НЧ (и)
При включении трансформатора начальная магнитная индукция имеет
определенные значения. В переходном процессе изменения индукции после
включения с произвольным углом управления может быть превышено мак-
симальное значение индукции установившегося цикла перемагничивания.
Это вызывает насыщение трансформатора и резкое увеличение (выброс) то-
ка намагничивания, который снижается до установившегося значения за де-
сятки периодов. Выбросы тока намагничивания могут в десятки раз превы-
шать номинальный ток трансформатора. Введением определенного угла
управления в первом полупериоде в начале каждого цикла включения мож-
но практически устранить выбросы тока намагничивания. При этом диа-
грамма напряжения на нагрузке соответствует рис. 14.2 е.
Качество напряжения на выходе тиристорного регулятора переменного
напряжения и коэффициент мощности могут быть улучшены при примене-
нии многозонной импульсной модуляции.Такая модуляция может быть
реализована в схеме рис. 14.1 г. При этом вид напряжения на нагрузке будет
соответствовать диаграммам рис. 14.2 ж, з, и. Диаграмма рис. 14.2 з может
быть реализована, если в схеме рис. 14.1 г заменить обычные тиристоры на
запираемые.
На рис. 14.1 д приведена схема трехфазного преобразователя перемен-
ного напряжения. Если нагрузка при этом имеет нулевой вывод, то процес-
сы и диаграммы напряжений на нагрузке ничем не отличаются от процессов
в однофазной схеме. При отсутствии нулевого вывода процессы и диаграм-
мы существенно усложняются.
Фазовое регулированиеможет быть применено для регулирования
скорости асинхронного двигателя (см. рис. 14.1 д). Однако, из-за большого
содержания высших гармоник в токе, протекающем через фазы двигателя
при таком регулировании, понижение скорости может быть весьма кратко-
временным во избежание перегрева двигателя. Такое регулирование полу-
чило очень широкое применение в устройствах для ограничения пуско-
вых токов асинхронных двигателей. В устройствах для плавного пуска
асинхронных двигателей угол управления плавно уменьшается от началь-
ного значения до полного включения тиристоров. При этом пусковые токи
снижаются в 2…3 раза [61, 83, 84, 89, 91].