4.10.3. Режим непрерывного тока

В этом режиме очередной вентиль вступает в работу прежде, чем спадет до нуля ток в предыдущем вентиле, поэтому появляется участок совместной работы двух вентилей (коммутационный участок). Из-за сложности проведения точного анализа в этом случае применяют приближенное определение внешней характеристики на основе допущения о малости пульсаций выпрямленного тока, т.е. считают, что X_d=. Кривая выпрямленного напряжения и ток для этого случая показаны на рис. 12, г. На интервале коммутации кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения идет по полусумме фазных ЭДС, участвующих в коммутации, что легко установить методом наложения. Снижение выпрямленного напряжения при увеличении тока нагрузки обусловлено ростом угла коммутации, а вместе с ним и ростом напряжения на коммутацию, поскольку на интервале коммутации выпрямленное напряжение равно нулю (см. рис. 12, г). Тогда среднее значение выпрямленного напряжения (под нагрузкой) будет равно среднему значению выпрямленной ЭДС (при= 0) за вычетом коммутационного падения напряжения:

(9)

В режиме непрерывного тока внешние характеристики для различных идут параллельно (рис. 14). Это объясняется тем, что процесс коммутации связан с передачей энергии магнитного поля из индуктивности рассеяния фазы трансформатора, выходящей из работы, в индуктивность рассеяния фазы, вступающей в работу. Величина накопленной энергии определяется величиной индуктивности и значением тока в ней.

4.11. Внешние характеристики в многофазных выпрямителях

В многофазных выпрямителях угол не равен углу. Вместе с тем, эти углы связаны соотношением (рис. 15)

. (10)

Рис. 15. К расчету многофазных выпрямителей

В режиме прерывистого тока все вентили работают независимо, поэтому можно воспользоваться вышеприведенными результатами, если вместо подставить в выражение (1) его значение по соотношению (10), а усреднение сделать за интервал. Тогда

. (11)

В случае трехфазной мостовой схемы q= 2, а вместоE₂надо подставить, так как эта схема выпрямляет линейное напряжение. В нулевых схемахq= 1.При соединении вторичных обмоток в «зигзаг» вместо E₂ нужно подставить

E₂₀ =.

В режиме предельно-непрерывного тока соотношение (8) уже не имеет места, поэтому границу раздела режимов на внешней характеристике можно построить, используя численную процедуру, приведенную выше, полагая при этом

 = 2/qm.

Аналитическое выражение границы раздела режимов непрерывного и прерывистого токов можно вывести следующим образом. Подставим в уравнение (6) вместо угла  его значение по условию (4).Приравняв= 2/qm, получим

. (12)

Это уравнение можно привести к виду

. (13)

После возведения обеих частей уравнения (13) в квадрат получаем квадратное уравнение относительно sin(-), решение которого имеет вид

.    (14)

Рассчитанные по формуле (14) границы между режимами прерывистого и непрерывного токов выпрямителя для различного числа фаз питающего напряжения представлены графиками на рис. 16.

По ним для каждого определяется отношение

_кр,

а из него определяется R_d.кр, что при том же выражении для

U_d.кр =E_d0cos

легко позволяет найти

.

В режиме непрерывного тока внешние характеристики определяются приближенно (для X_d =) аналогично формуле (9):

. (15)

Рис. 16. Границы токовых режимов

В ряде случаев коммутационное падение напряжения удобнее представить не через индуктивность рассеяния трансформатора, а через его ЭДС короткого замыкания (если она известна из паспортных данных трансформатора). Сделаем это путем следующих очевидных преобразований:

(16)

В формуле (16) коэффициенты определяются следующим образом:

 коэффициент преобразования по току (табл. 8);

 коэффициент преобразования по напряжению (табл. 10, а);

 коэффициент трансформации;

E_к%ЭДС короткого замыкания трансформатора;

 относительный коэффициент наклона внешней характеристики (табл. 10, б).

Таблица 10, а. Расчетные параметры основных схем ВП

Схема ВП	Параметры трансформатора
m = 2, q = 1	1,11 1	0,707	1	1,57 1,41	1,11 1	1,34 1,205
m = 1, q = 2	1,11 1	1	1	1,11 1	1,11 1	1,11 1
m = 3, q = 1 /o	0,855 0,816	0,578	0,47	1,48 1,41	1,21 1,15	1,35 1,28
m = 3, q = 1 /Z0	0,494 0,471	0,578	0,816	1,71 1,63	1,21 1,15	1,46 1,39
m = 3, q = 2	0,427 0,471	0,816	0,816	1,045 1	1,045 1	1,045 1
m = 6, q = 1 c УР	0,855 0,707	0,289	0,408	1,48 1,21	1,045 1	1,28+0,08 1,11

Таблица 10, б. Расчетные параметры основных схем ВП

Схема ВП	Параметры вентилей					Параметры
						I	А
m = 2, q = 1	0,5	0,707	2	3,14 2	3,14 2	0,9	0,35 0,315
m = 1, q = 2	0,5	0,707	2	1,57 1	3,14 2	0,9	0,5 0,45
m = 3, q = 1 /o	0,33	0,578	3	2,09 2	2,09 2	0,828	0,87 0,83
m = 3, q = 1 /Z0	0,33	0,578	3	2,09 2	2,09 2	0,828	0,87 0,83
m = 3, q = 2	0,33	0,578	3	1,045 1	2,09 2	0,955	0,5 0,55
m = 6, q = 1 c УР	0,166	0,289	3	2,09 2	2,09 2	0,955	0,5 0,413

Из уравнения (15) видно, что коэффициент при I_dво втором слагаемом имеет размерность сопротивления, т.е. индуктивность рассеяния проявляет себя как сопротивление во внешней характеристике. Это замечание позволяет в принципе учесть подобным образом и действительные активные сопротивления вторичных обмоток трансформатора (R₂), а также сопротивление вентилей в проводящем состоянии (R_дин) и сопротивление дросселя фильтра (R_ф).

Обобщенное уравнение внешней характеристики будет иметь вид

, (17)

где U₀напряжение спрямления вольт-амперной характеристики вентиля.

С учетом влияния активных сопротивлений вентилей наклон внешней характеристики становится более крутым.