3577

Рис. 2.1. Работа однофазного управляемого выпрямителя

на активно-индуктивную нагрузку

Разница заключается только в том, что начальное значение свободной составляющей тока равняется с противоположным знаком мгновенному значению вынужденного тока при угле , а не при t=0,как у неуправляемого выпрямителя.

Принужденная составляющая равна

где tgRdXd .

Свободная составляющая тока i' 'a равна

Напряжение на сопротивлении Rd пропорционально току. Его характеризует пунктирная кривая ia Rd на рис.2.1, в. Разность между пере-

Рис. 2.2. Характеристики управляемого однофазного однополупериодного выпрямителя при R, L нагрузке

2.2. Однофазная схема выпрямления с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора

Рассмотрим режим работы этой схемы, когда Xd = . Схема такого выпрямителя представлена на рис. 2.3 . Временные диаграммы представлены на рис. 2.4.

Рис.2.3. Контур тока короткого замыкания в коммутационном периоде

Рис. 2.4. Работа управляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя с нулевой точкой

Среднее значение выпрямленного напряжения

Ud1 2E2 sin t d t 2 2 E2 cos Edo cos . (2.10)

Отличие в диаграмме напряжения по сравнению с диаграммой неуправляемого выпрямителя заключается в том, что коммутация тока происходит здесь не при начальных значениях фазовых ЭДС, а при больших значениях, соответствующих углу управления . Это ускоряет коммутацию, в связи с чем угол коммутации получается меньше (рис. 2.4,а,б).

Аналитическую зависимость для угла коммутации можно найти, так же как и для неуправляемого выпрямителя. Принужденная составляющая i'2k , определяемая по (1.93) и построенная пунктиром на рис. 2.5, г. остается такой же

дината равна i' '2k ). Теперь, если от точки, определяемой ординатой i' 'a , провести линию, равной по величине Id , то получим время коммутации, равное углу . Участок косинусоиды i'2k , обведенный жирной линией, определяет характер перехода тока с вентиля VS1 на вентиль VS2 .

что

аналогичную для неуправляемого выпрямителя.

Отсюда следует, что внешние характеристики управляемого выпрямителя (рис. 2.5, а) имеют такой же наклон, как и у неуправляемого. Каждому углу управления отвечает здесь своя внешняя характеристика.

Рис. 2.5. Режим коммутации и регулировочные характеристики

однофазной нулевой схемы выпрямления

Одной из важнейших особенностей управляемых выпрямителей является способность регулировать среднее значение выпрямленного напряжения Ud при изменении угла (рис. 2.5, д). При =0 кривая выходного напряжения Ud соответствует случаю неуправляемого выпрямителя и напряжение максимально.

Углу управления отвечает напряжение ud 0 и Ud =0. Иными

словами, управляемый выпрямитель при изменении угла от 0до 180 электрических градусов осуществляет регулирование напряжения Ud в пределах от максимального значения до нуля.

Зависимость напряжения Ud от угла управления называют регули-

До угла управления 60индуктивность Xd мало влияет на характер регулировочной характеристики. Затем с увеличением Xd до бесконечно-

Так как угол 1 является отстающим, то выпрямитель нагружает сеть такой же по знаку реактивной мощностью индуктивного характера.

2.3. Однофазный управляемый мостовой выпрямитель

Коммутационные процессы в однофазном мостовом выпрямителе (рис. 2.6) подобны процессам в однофазной схеме с нулевой точкой. Особенность заключается в том, что на этапе коммутации в проводящем состоянии находятся одновременно все четыре вентиля. На схеме показан контур коммутации при отпирании тиристоровVS1 и VS2 и запирании тиристоров VS3 и VS4. Для тока коммутации ik и его свободной и принужденной составляющих действительны соотношения (2.10) – (2.12), полученные для схемы с нулевой точкой. Отличие связано с тем, что в мостовой схеме непосредственно в коммутации каждого из тиристоров участвуют соответствующие составляющие коммутационного тока ik1 и ik 2 (рис. 2.6). При равенстве этих составляющих процесс коммутации (пе-

новании указанного правую часть выражения (2.13) необходимо умножить на 2

Рис. 2.6. Однофазный мостовой управляемый выпрямитель

По аналогии с однофазной нулевой схемой фазовый сдвиг между первой гармоникой тока в первичной обмотке по отношению U 1 опреде-

2.4.Трехфазный управляемый выпрямитель

снулевым выводом

Трехфазная управляемая схема с нулевым выводом приведена на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Трехфазный управляемый выпрямитель с нулевым выводом

Так же как и в неуправляемых выпрямителях, индуктивности обмоток трансформатора представлены в виде включенных в цепи вторичных обмоток анодных сопротивлений Xa . Предполагается активноиндуктивная нагрузка. При рассмотрении режима работы также, как и в разделе 1.2, обобщаются аналитические зависимости на m фазную систему с тем, что бы подставляя затем в результирующие формулы частные значения m=3 и m=6, получить зависимости для трехфазной и шестифазной схем с нулевым выводом.

Угол управления отсчитывается вправо от точки естественной коммутации и находится в пределах до максимума синусоиды вторичного

напряжения, как показано на рис. 2.7, б., на угол m . Продолжительность

работы вентилей зависит от отношения индуктивных сопротивлений в катодной и анодной цепях Xd и Xa к активному сопротивлению нагрузки Rd . На рис. 2.7, в. показан график анодного тока для случая Xd=0 . Выпрямленный ток при этом угле в этом случае получается прерывистым. Ток остается так же прерывистым, если Xd и Xa имеют малое значение (пунктирные кривые на том же рисунке 2.7, в). На рис. 2.7, г показан режим начально-непрерывный (граничный режим). Здесь уже нет разрывов в кривой тока, но нет и перекрытия кривых анодных токов (угол коммутации =0). Режиму непрерывного тока с конечным значением угла коммутации соответствуют диаграммы анодных токов на рис. 2.7, д.

С переходом к режиму непрерывного тока, пока углы коммутации очень малы, среднее значение анодного и выпрямленного токов становят-