Фазовое регулирование

Регулирование угла открытия вентилей (угла альфа)

Тиристорный выпрямитель

Фа́зовое регули́рование напряжения — способ регулирования переменного электрического напряжения, обычно синусоидальной формы, путём изменения угла открытия тиристоров, симисторов, тиратронов или иных ключевых электронных приборов, на которых собран выпрямитель или электрический ключ.

В результате изменения угла открытия на нагрузку подаются неполные полуволны синусоиды (обычно с отрезанной начальной частью полупериода), в результате такого регулирования снижается действующее напряжение.

Применяется для плавного пуска двигателей постоянного тока, управления током зарядки аккумуляторных батарей, регулирования яркости электрических источников света и других целей.

Достоинство фазового регулирования — относительная дешевизна (в качестве силовых ключей обычно используются наиболее распространённые и дешёвые управляемые элементы — незапираемые тиристоры или симисторы), простота цепей управления. Основные недостатки — искажение формы напряжения в питающей сети, большой коэффициент пульсаций выходного напряжения, низкий коэффициент мощности.

Искажение формы напряжения в питающей сети происходит из-за того, что в течение полупериода сопротивление нагрузки меняется (резко падает при открытии вентилей), в результате чего возрастает ток и увеличивается падение напряжения на сопротивлениях источника и сети. Форма напряжения становится несинусоидальной, что особенно неблагоприятно для асинхронных двигателей.

Применение

Один из популярных бытовых электроприборов, в котором используется фазовое регулирование — тиристорный регулятор мощности (так называемый диммер), используемый для регулирования нагрева тёплых полов, отопительных электроприборов или регулировки яркости свечения ламп.

На железнодорожном транспорте фазовое регулирование используется как в цепях зарядки аккумуляторных батарей, так и для управления тяговыми двигателями электровозов с питанием от контактной сети переменного тока, например, электровозы ВЛ86_Ф ВЛ80Р и ВЛ85, 2ЭС5К «Ермак» и ЭП1, экспериментального ЭП200.

Также бесконтактное управление игнитроном с помощью тиратронов имел довоенный (1938—1939 гг) экспериментальный электровоз ОР22.

Схемы устройств фазового регулирования
а — схема с углом регулирования до 90 градусов;
б — графики, иллюстрирующие принцип регулирования;
в — схема с фазосдвигающей RC-цепью.

Литература

• Касаткин А. С., Немцов М. В. Курс электротехники. М.: Высшая школа, 2005.
• Электровоз ВЛ80Р. Руководство по эксплуатации. Под редакцией Б. А. Тушканова. М., Транспорт, 1985.
• Андриевский Ю. А., Воскресенский Ю. Е., Доброленский Ю. П. М.: Авиационное оборудование. Воениздат, 1989.