1.2. Методические указания
1.2.1. Основные параметры выпрямителей
Выпрямители характеризуются целым рядом параметров, основными из которых являются следующие:
m1 или m2 - фазность выпрямителя, определяемая как фазность напряжения, питающего трансформатор, или как фазность напряжения, питающего схему выпрямления (СВ);
mСВ далее просто m - фазность схемы выпрямления, определяемая как номер низшей гармоники пульсаций в выходном напряжении схемы выпрямления;
U1, U2 - действующие значения входного и выходного фазного напряжения трансформатора;
I1, I2 - действующие значения токов трансформатора;
Ud, Id - средние значения напряжения и тока на выходе СВ;
UH, IH - средние значения напряжения и тока нагрузки, если фильтр не создает дополнительных цепей, то ток нагрузки и выходной ток выпрямителя равны;
Ud(m)m – амплитуда гармоники выходного напряжения выпрямителя с номером m, где m – фазность схемы выпрямления;
IV.CP - среднее значение тока вентиля;
UVm - максимальное обратное напряжение на вентиле;
IФ.ЭФ или IФ - действующее значение фазного тока;
IФ.СР – средневыпрямленное значение фазного тока;
КФI = IФ.ЭФ/IФ.СР – коэффициент формы фазного тока;
КфU =UЭФ/UСР – коэффициент формы напряжения;
- коэффициент
выпрямления
выпрямителя по
току;
- коэффициент
выпрямления
выпрямителя по
напряжению;
Кроме перечисленных выше имеется ряд параметров и зависимостей, характеризующих работу выпрямителя. К ним относятся:
гармонический состав кривой выпрямленного напряжения, часто характеризуется коэффициентом пульсаций, учитывающим только гармонику с наименьшим номером
qd = Ud(m)m/Ud;
гармонический состав кривой переменного тока, потребляемого СВ;
внешняя характеристика выпрямителя, которая представляет собой зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока
;регулировочная характеристика управляемого выпрямителя, которая определяет зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от угла управления выпрямителем
;коэффициент мощности выпрямителя ;
коэффициент полезного действия .
В управляемой схеме выпрямления управляемый вентиль (тиристор) открывается, если на аноде вентиля положительное (относительно катода) напряжение и подан управляющий импульс. После подачи кратковременного управляющего импульса тиристор остается открытым до тех пор, пока прямой ток в нем не уменьшится до значения меньшего тока удержания. Ток удержания достаточно мал по величине, поэтому далее будем считать, что тиристор закрывается при уменьшении его тока до нуля, а напряжение на открытом тиристоре равно нулю.
Углом управления выпрямителя называется задержка момента подачи управляющего импульса относительно момента отпирания неуправляемого вентиля, выраженная в электрических градусах.
В нулевой схеме имеются вентили только одной (катодной или анодной группы). Выходное напряжение нулевых схем выпрямления формируется (при идеальных вентилях и чисто активной или активно-индуктивной нагрузке выпрямителя) из участков фазного напряжения в районе их максимума. Число повторяющихся участков за период равно m2 , соответственно, для нулевых схем фазность схемы выпрямления m равна фазности напряжения, питающего схему выпрямления m2. Момент отпирания вентиля сдвинут относительно нуля соответствующей фазы на угол (эл. градусов)
. (1.1)
В мостовых схемах выходное напряжение равно разности напряжений, которые создаются катодной и анодной группами вентилей. Выходное напряжение формируется из участков линейных напряжений в районе их максимума. Число повторяющихся участков в выходном напряжении и, соответственно, фазность схемы выпрямления m = 2m2. Сдвиг момента отпирания вентиля относительно нуля соответствующего фазного напряжения определяется выражением (1.1), а относительно нуля соответствующего линейного напряжения равен (эл. градусов)
. (1.2)
Непрерывный ток в нулевых и мостовых схемах выпрямления с чисто активной нагрузкой имеет место при углах управления (эл. градусов)
. (1.3)