Идеализация элементов схемы выпрямления

1. Идеализация трансформатора

Идеальный трансформатор – это трансформатор, в котором отсутствуют потери в меди обмоток и в стали сердечника, а также отсутствует контур тока подмагничивания. В расчетных схемах представляется индуктивным сопротивлением рассеяния Х_а и активным сопротивлением r_a, соотношение которых зависит от мощности трансформатора.

Так:

Х_а  r_a – трансформатор средней мощности,

где Х_а – индуктивное сопротивление рассеяния, r_a – активное сопротивление;

< 0,3 – маломощный трансформатор;

> 7 – мощный трансформатор.

Схемы замещения трансформатора

Д ля трансформатора выполняются соотношения:

I_μ = 0 – ток намагничивания

(10)

(11)

где L^'_S1; r^'₁ – индуктивность рассеяния и активное сопротивления первичной обмотки, приведенное ко вторичной,

L_S2; r₂ – соответствующие величины вторичной обмотки трансформатора;

W₁, W₂ – число витков первичной и вторичной обмоток.

Каждая фаза трансформатора заменяется анодной индуктивностью.

Пусть:

(12)

(13)

где – анодная индуктивность,

– анодное сопротивление.

Тогда упрощенная схема будет иметь вид:

Величины Х_а и r_a можно получить:

• Расчетным путем по паспортным данным трансформатора (потери меди, стали).

• Из опыта холостого хода и короткого замыкания.

2 . Идеализация вентилей

Идеальный вентиль – это такой вентиль, сопротивление которого в прямом (проводящем) направлении равно нулю, а в обратном (непроводящем) – бесконечно велико.

Вольт–амперная характеристика вентиля может быть трех видов: реальная, идеализированная, идеальная (рис.26).

Идеальная ВАХ вентиля применяется при расчете выпрямителей малой мощности. При расчете выпрямителей большой мощности применяется идеализированная ВАХ.

Литература: [1], с. 287 – 290;

[2], с. 189 – 194;

[3], с. 350 – 353;

[6], с. 45 – 53.

Лекция № 4 Однофазные схемы выпрямления

1. Однополупериодная схема выпрямления с активной нагрузкой Rн

Устройство схемы:

Вентиль VD1 соединен последовательно с нагрузкой. В этой схеме ток в первичной обмотке трансформатора несинусоидален, так как ток, протекающий по вторичной обмотке в разные полупериоды времени, не одинаков.

И деализируем схему. Вентиль идеален: r_пр = 0; r_обр = ∞. Трансформатор идеален: r_а = 0; X_а = 0. Векторная диаграмма токов и напряжений схемы соответствует рис.28.

Принцип действия:

При полярности напряжения во вторичной обмотке U₂ (рис.27) вентиль находится под прямым напряжением (интервал  = 0  ) и открыт. Ток протекает через вторичную обмотку трансформатора, вентиль, нагрузку (+U₂VD1R_н–U₂). Величина тока нагрузки равная току вторичной обмотки (i₂) и анодному току вентиля определится как:

I_н = i₂ = i_a = (14)

При обратной полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора U₂ (на интервале  = 2) вентиль VD1 заперт, i_н = 0, U_н = 0. Из равенства намагниченных сил на стержне , значит

(15)

Из формулы (15) можно сделать вывод, что в данной схеме присутствует поток вынужденного намагничивания, который создается неуравновешенной частью .