Глава 14. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователи переменного напряжения(регуляторы переменного

напряжения) предназначены для изменения величины переменного на-

пряжения[18].

На рис. 14.1 а приведена схема однофазного преобразователя перемен-

ного напряжения, а на рис. 14.2 а диаграмма напряжения на нагрузке. Изме-

нение действующего значения напряжения на нагрузке осуществляется из-

менением угла управления a . Такое регулирование называется фазовым

или импульсной модуляцией на основной частоте(ИМ–ОЧ). При этом

даже при активной нагрузке ухудшается cos j и коэффициент мощности.

При таком регулировании даже печь сопротивления, имеющая практически

чисто активное сопротивление, представляет для сети как бы индуктивную

нагрузку. Тем не менее, такая схема применяется для регулирования актив-

ных и активно-индуктивных нагрузок – печей сопротивления, ламп накали-

вания, а также однофазных двигателей переменного тока, например, в элек-

троинструменте.

В схеме рис. 14.1 б применены запираемые тиристоры, что позволяет

получить на нагрузке напряжение в соответствии с рис. 14.2 б или рис. 14.2

в. При этом cos j может быть меньше или равен 1, но угол сдвига j полу-

чается опережающим (фазовое регулирование с опережающим углом сдви-

га) или равным нулю. При таком регулировании печь сопротивления пред-

ставляет для сети как бы емкостную нагрузку. В связи со сложностью быст-

рого прерывания тока в цепи, в которой имеется хотя бы небольшая индук-

тивность, схема усложняется за счет применения дополнительных элемен-

тов и поэтому не получила распространения.

В описанных способах изменение действующего значения напряжения

на нагрузке осуществляется за счет изменения формы напряжения, что не-

желательно для ряда потребителей.

Импульсная модуляция на высокой частоте(ИМ–ВЧ) (см. рис. 14.2 г)

позволяет при небольшом фильтре получать синусоидальную гладкую со-

ставляющую тока, потребляемого из сети, и напряжения на нагрузке при

cos j =1. Однако, в связи со сложностью прерывания тока в индуктивной

цепи схема усложняется и поэтому также не получила распространения.

Импульсная модуляция на низкой частоте(ИМ–НЧ) иллюстрируется

рис. 14.2 д. Эта модуляция реализуется в схеме рис. 14.1 а. Уменьшение

мощности, выделяемой в активной нагрузке, производится включением и

выключением тиристоров в моменты перехода тока и напряжения через

нуль. При питании активной нагрузки и ИМ–НЧ сохраняется cos j =1. Од-

нако, за счет возникающих гармоник с частотами ниже частоты напряжения

сети, коэффициент мощности ухудшается. В литературе доказано, что ко-

эффициент мощности одиночного регулятора не зависит от способа им-

пульсной модуляции, а определяется глубиной регулирования. Импульс-