Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Основы электроники для специальности 1-53 01 04 Автоматизация и управление теплоэнергетическими процессами
.pdf
группы вентилей является положительным полюсом, анодной группы - отрицательным полюсом. В отличие от предыдущей, мостовая схема является двухполупериодной.
В любой момент времени в этой схеме работают два вентиля: один - из катодной, другой - из анодной группы. В идеальной схеме, работающей на активную нагрузку (рис. 11.3, а), открытие вентиля катодной группы происходит в момент пересечения, соответствующих положительных и отрицательных участков синусоид фазных ЭДС. Последовательность работы отдельных вентилей в течение периода переменного напряжения можно проследить по диаграммам фазных ЭДС (рис. 11.3, б). Так, на участке t1 - t2 работает вентиль VD1 из катодной и VD4 из анодной группы.
|
|
|
u2 |
|
|
|
|
A |
B |
C |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
|
iн |
|
|
VD2 |
a |
|
VD1 |
|
iпр1 |
Iн |
|
|
|
|
|
||
|
VD4 |
b |
VD3 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
VD6 |
c |
VD5 |
i2 |
i2a |
t |
|
в) |
|||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
t |
а) |
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
г) |
|
|
|
Рисунок 11.3 Трехфазный мостовой выпрямитель |
|
||
С момента t2 вместо вентиля VD4 вступает в работу вентиль VD6, в то время как VD1 продолжает работать еще в течение одной шестой периода, т.е. от t2 до t3. Затем, на смену VD1 приходит вентиль VD3 и т.д. Таким образом,
каждый вентиль работает одну треть периода, Ia Iн/3.
Форма тока вентиля показана на рис. 11.3, в, г. Форма тока в нагрузке IН изображена на рис. 11.3, в. Ток i2 вторичной обмотки трансформатора протекает дважды за период в противоположных направлениях (рис. 11.3, г).
251
Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (рис. 11.3, в) составляет q = 0,057, а частота пульсаций - 300 Гц, т.е. в два раза выше, чем в однополупериодной схеме. Поэтому мостовая схема выпрямления трехфазного тока эквивалентна шестифазной схеме выпрямления с нулевым выводом.
Среднее значение выпрямленного напряжения в мостовой схеме (m = 6) на холостом ходу
Uн ср 2,34 U2 .
Обратное напряжение на неработающих вентилях в каждый момент времени определяется геометрической разностью фазных ЭДС, а его максимум равен амплитуде линейного напряжения,
Uобр max 
2 
3 U2 1,045 Uн ср .
Мостовая схема выгодно отличается от схемы с нулевым выводом благодаря хорошему использованию трансформатора (SТ 1,045 Pн ) , малому значению максимального обратного напряжения на вентилях Uобр max 1,045 Uн ср и небольшой пульсации выпрямленного напряжения.
Внешняя характеристика выпрямителя. Внешняя (нагрузочная) характеристика Uн ср f (Iн ) является основной электрической
характеристикой выпрямителя.
При небольшой мощности выпрямителя коммутационные процессы, вызванные индуктивным сопротивлением рассеяния трансформатора, можно не учитывать. Приблизительный расчет выходного напряжения выпрямителя с учетом внутреннего падения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, вентилях и элементах фильтра может быть выполнен по формуле:
Uн ср UнХХср (RТ Rпр Rф )Iн UнХХср Rвых Iн ,
где UнХХср – выходное напряжение выпрямителя в режиме холостого хода;
RТ – сопротивление вторичной обмотки трансформатора; Rпр – суммарное сопротивление открытых вентилей;
Rф – суммарное сопротивление фильтра.
Предварительное задание к эксперименту
Для указанного в таблице 11.1 типа выпрямителя по заданным току IН и сопротивлению RН нагрузки рассчитать напряжения Uн ср, U2, коэффициент трансформации n, амплитуду обратного напряжения Uобр max и прямой ток Iпр ср вентилей. Напряжение питающей сети U1 = 220 В, частота f = 50 Гц.
ТАБЛИЦА 11.1
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Тип |
Рис. |
Рис. |
Рис. |
Рис. |
Рис. |
Рис. |
Рис. |
Рис. |
выпрямителя |
11.1 |
11.3 |
11.1 |
11.3 |
11.1 |
11.3 |
11.1 |
11.3 |
Rн, Ом |
20 |
25 |
30 |
20 |
25 |
32 |
40 |
35 |
Iн, А |
0,6 |
1,2 |
1,1 |
0,5 |
0,8 |
1,7 |
0,8 |
1,0 |
252
