3.2. Рабочие процессы, основные соотношения и статические характеристики силовых вентильных преобразователей постоянного тока.

Рассмотрение всех перечисленных вопросов выполним на примере трехфазной нулевой схемы. Эта схема очень удобна для изучения всех перечисленных вопросов. Она достаточно сложна, чтобы на ее примере показать общие закономерности в процессах, происходящих в вентильных преобразователях постоянного тока и, вместе с тем, достаточно проста, чтобы эти закономерности не затемнялись какими- то особенностями более сложных схем. Эти особенности будут рассмотрены отдельно. Рабочие процессы пока будем рассматривать на примере выпрямительного режима работы вентильного преобразователя и вида нагрузки, характерной для электропривода постоянного тока. Такой нагрузкой может быть якорь, или обмотка возбуждения электрической машины постоянного тока. Следовательно, нагрузка может быть представлена активно- индуктивным сопротивлением (R_d, L_d) и источником противо ЭДС (E_дв). Последняя в частном случае может быть нулевой.

3.2.1.Неуправляемый выпрямитель при мгновенной

коммутации.

3.2.1.1.Рабочий процесс

Рабочие процессы рассмотрим в трехфазной нулевой схеме при следующих допущениях:

а) Неуправляемые вентили идеальные. Это значит, что при протекании через них тока в проводящем направлении их сопротивление считается равным нулю и, значит, падение напряжения на них отсутствует. При приложении к ним обратного напряжения их сопротивление считается бесконечно большим, и, значит, обратный ток (i_обр) считается равным нулю.

б) Питающий трансформатор- идеальный. (Активное сопротивление обмоток трансформатора равно нулю и, главное, индуктивность рассеяния первичных и вторичных обмоток трансформатора равна нулю.) Это значит, что токи в анодных цепях вентилей могут изменяться мгновенно, т.е. скачком.

в) Ток нагрузки идеально сглажен. Это могло бы иметь место при бесконечно большой индуктивности в цепи нагрузки. При этом, Пульсирующая ЭДС преобразователя не будет вызывать пульсаций тока нагрузки.

Рис 11

Фазные ЭДС вторичных обмоток трансформатора представлены тремя синусоидами, сдвинутыми каждая относительно предыдущей на угол 120(электрических).

Направление фазных ЭДС определяют в зависимости от их полярности по отношению к проводящему направлению вентилей. Так на интервале 0     ЭДС e_a имеет прямую полярность по отношению к вентилю V_d1, на интервале (2/3)    (5/3) ЭДС e_b - прямой полярности по отношению к вентилю V_d2 и т.д. На первом интервале фазная ЭДС e_a, а на втором интервале e_b положительны. Рассмотрим состояние схемы на интервале ₁  ₂. Здесь ЭДС e_a имеет прямую полярность по отношению к V_d1. Учитывая, что на этом интервале e_a  e_b и e_a  e_c, к вентилям V_d2 и V_d3 приложены результирующие ЭДС обратной полярности и они заперты. Открыт и пропускает ток нагрузки только вентиль V_d1.

При = ₂ e_а = e_в , а при > ₂ e_в  e_а. Начиная с этого момента будет открыт вентиль V_D2 , ток нагрузки будет протекать по контуру фазы “b”, а к вентилям V_D1 и V_D3 будет приложено обратное напряжение и они окажутся заперты.

Далее, аналогично написанному, ток нагрузки перейдет на фазу “с” и процессы в схеме будут повторяться. Таким образом, на интервале ₁  ₂ e_d = e_а на интервале ₂  ₃ e_d = e_в и на интервале ₃  ₄ e_d = e_с . Мы видим, что ЭДС преобразователя изменяется по огибающей синусоид фазных ЭДС. Моменты, когда фазные ЭДС равны (моменты пересечения синусоид фазных ЭДС) носят название моментов (или точек) естественной коммутации. Сам же переход тока с вентиля предыдущей фазы на вентиль последующей фазы называется коммутацией. Таким образом, в неуправляемом выпрямителе с идеальным питающим трансформатором коммутация вентилей мгновенная и происходит в моменты естественной коммутации. Ток каждого из вентилей при указанных выше условиях и допущениях будет иметь форму прямоугольных импульсов угловой длительностью _им= (), чередующихся с паузами, длительностью _пауз= (4).