10. Токи вторичных и первичных обмоток питающего трансформатора для трехфазной нулевой схемы выпрямления.

Ток, протекающий по вторичным обмоткам трансформатора под действием ЭДС этих обмоток, обусловливает величину тока в нагрузке- I_d. Ток в нагрузке складывается из прямоугольных импульсов фазных токов и, при принятых допущениях является идеально гладким.

В соответствии со 2-ым законом Кирхгофа, сумма токов в каждом замкнутом магнитном контуре должна быть равна нулю.

Рис 12

Кроме того, в соответствии с 1-ым законом Кирхгофа, сумма всех трех токов первичных обмоток трансформатора равняется нулю

i_A  i_a + i_b  i_B = 0

i_B  i_b + i_c  i_C = 0

i_A + i_B + i_C = 0

В этой системе шесть неизвестных: три значения первичных токов и три- вторичных. Однако вторичные токи могут быть определены (открыт VD1):

i_a = I_d ; i_b = i_c = 0

Тогда i_A= (2/3) I_d ; i_B =i_C = -(1/3) I_d

Аналогично для остальных:

i_B = (2/3) I_d ; i_A =i_C = -(1/3) I_d

i_C= (2/3) I_d ; i_A =i_B = -(1/3) I_d .

При принятых условиях и допущениях (k_тр =1, трансформатор и вентили идеальные) диаграммы токов во всех обмотках трансформатора выглядят следующим образом:

При к_тр > 1 i_A= (1/ k_тр)*(2/3) I_d и т.д.

Суммарная намагничивающая сила по каждому из стержней в данной схеме оказывается отличной от нуля. Для А (при открытом VD1):

F_A = (i_a - i_A)*w = (I_d - (2/3) I_d )*w = (1/3)w *I_d

Для А (при закрытом VD1)::

F_A = (i_a - i_A)*w = (0 - (1/3) I_d )*w = (1/3)w *I_d

Аналогичное наблюдается в других стержнях трансформатора. Таким образом, характерной особенностью трехфазной нулевой схемы является наличие нескомпенсированных намагничивающих сил и, вызванных ими потоков вынужденного намагничивания.

Для избежания этого приходится завышать сечение магнитопровода и, тем самым, утяжелять трансформатор. Это является причиной того, что трехфазная нулевая схема в практике применяется нечасто и только для небольшой мощности электропривода.

10. Рабочие процессы в тиристорном преобразователе при мгновенной коммутации. Зависимость . Регулировочные характеристики.

Неуправляемый выпрямитель может обеспечить только одно значение ЭДС на выходе (e_d0), т.е. максимально возможное в схеме. Для получения возможности регулирования величины ЭДС преобразователь выполняют управляемым, включая вместо неуправляемых вентилей, тиристоры.

Если управляющие импульсы подавать на управляющие электроды тиристоров в моменты естественной коммутации, то получим также, как и при неуправляемых вентилях, максимально возможную ЭДС E_d0. Регулирование ЭДС в сторону ее снижения осуществляется за счет задержки включения тиристоров относительно момента естественной коммутации. Величину этой задержки характеризует угол управления тиристорами преобразователя, обозначаемый в литературе буквой .

Угол управления преобразователем () - это угол, выраженный в электрических градусах, отсчитываемый от точки естественной коммутации двух чередующихся фаз до момента включения тиристора последующей фазы.

На рис 14 показана форма ЭДС преобразователя. Ниже показаны токи, протекающие по фазным обмоткам трансформатора в предположении идеальной сглаженности тока I_d и мгновенной коммутации фазных токов с предыдущей на последующую фазу.

Анализ диаграммы напряжения показывает:

а) При увеличении угла , т.е. при большей задержке управляющих импульсов E_d преобразователя снижается. Величина этого снижения, определяемая вольт - секундной площадкой Sз, тем больше, чем больше угол .

б) ЭДС преобразователя при  > 30 содержит участки как положительных (S+), так и отрицательных (S-) значений вольт - секундных площадок. С увеличением угла  (S+) уменьшаются, а (S-) - увеличиваются.

в) Импульсы фазных токов трансформатора, сохраняя прямоугольную форму, смещаются в сторону отставания на величину угла  по отношению к точке естественной коммутации.

Величина ЭДС тиристорного преобразователя.

Определяется площадь, заключенная между кривой, отражающей функцию изменения фазной ЭДС, и осью абсцисс. Эта вольт - секундная площадь, с учетом ее знака, определяется в пределах интервала повторяемости, как определенный интеграл, нижний и верхний пределы которого соответствуют границам интервала повторяемости. Взяв отношение вычисленной площади к длине интервала повторяемости, вычисляется среднее значение ЭДС тиристорного преобразователя для интересующей нас величины .

=>E_d = E_d0 * cos .

Ее графическое представление называют регулировочной характеристикой ТП. Она имеет вид: