Мостовые схемы выпрямления

Трехфазная шестипульсовая мостовая схема выпрямления характеризуется включением приемников в каждый момент времени двумя диодами на междуфазное напряжение. Для этой цели приемник (рис. 213, а) в виде сопротивления Rd с одной стороны присоединен к трем общим катодам (диодам катодной группы), а с другой — к трем общим анодам (диодам анодной группы). Для приемника катод является плюсом, а анод — минусом. При этой схеме в каждый момент времени работают одновременно два диода: один из трех диодов катодной группы той фазы, напряжение которой является наиболее положительным, и один из трех диодов анодной группы той фазы, напряжение которой наиболее отрицательно. Из диаграммы напряжений (рис. 213, б) видно, что в период от tx до t2 наивысший положительный потенциал имеет анод диода а1 фазы а и наннизший отрицательный потенция имеет катод диода Ь6 фазы Ь. Поэтому в период or tx до /а открыты и проводят ток одновременно только два диода а1 и Ьб (рис. 213, в), и на приемник приходится за вычетом внутреннего падения напряжения в этих диодах напряжение между фазами а и Ь. Это напряжение Ud показано на рис. 213, г. В момент t9 вместо диода Ьб вступает в работу диод с2, затем в момент ts вместо а/ начинает работать диод ЬЗ и т. д. Ток в каждой фазной обмотке трансформатора протекает 2/3 периода, в томчисле 1/3 периода в одном направлении {КО) и 1/3 периода в обратном (ЛН) направлении (см. рис. 213, 6 и в). Выпрямленное напряжение при рассматриваемой схеме шестипульсовое, т. е. такое же, как и при схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором».

Изменение повторяющегося напряжения на непроводящем диоде, например а/ (ем. рис. 213, б), происходит по кривой ОМП. Наибольшее значение повторяющегося напряжения на диоде равно линейному напряжению вторичной (вентильной) обмотки трансформатора, так как диод, не проводящий ток, одним выводом подключей к одной фазе трансформатора, а другим — через проводящий диод к другой фазе. Например, диод а! подключен анодом к фазе а, а катодом — к фазе Ь или с в зависимости от того, какой диод (ЬЗ или с5) проводит ток в данный момент. Таким образом,

tW.max=V3 • К2У2ф-КбУ2ф = 2,45У2ф. (185)

При сравнении трехфазной мостовой схемы выпрямления с нуле' вой видно, что первая проще, так как, обеспечивая шестикратную пульсацию выпрямленного напряжения, не требует дополнительно уравнительного реактора: при одном и том же значении выпрямленного напряжения величина повторяющегося напряжения у мостовой схемы вдвое меньше, так как £/2ф>. > 1/1фм. По расходу диодов па выпрямитель обе схемы не имеют преимуществ друг перед другом, потому что у фазы мостовой схемы диодов в 2 раза меньше в последовательной цепи, но зато в 2 раза больше в параллельной цепи по сравнению с нулевой схемой. Мостовая схема выпрямления имеет преимущества перед пулевой по энергетическим показателям трансформатора. Обе схемы одинаково применимы. Однако в последнее время больше применяют мостовую схему при новом проектировании. Заводы изготовляют выпрямители с возможностью использования пх для мостовой и нулевой схем.

Трехфазная двенадцатипульсовая схема выпрямления позволяет уменьшить пульсацию (переменную составляющую) выпрямленного напряжения по сравнению с шестипульсовыми схемами выпрямления, что очень важно для электрической тяги на постоянном токе: облегчается работа устройства для сглаживания пульсации выпрямленного напряжения, чем снижается мешающее действие электрической тяги на проводные линии связи; повышается cos <р подстанции. Двенадцатипульсовые схемы выпрямления образуются из двух трехфазных шестипульсовых мостовых схем выпрямления, соединенных параллельно или последовательно, у которых амплитуды выпрямленного напряжения сдвинуты по фазе на угол л/6.

При параллельном соединении трехфазных мостовых шестипульсовых схем необходимо применять уравнительный реактор, как в схеме выпрямления «две обратные звезды с уравнительным реактором», что усложняет преобразовательный агрегат. Кроме того, при таком соединении мостов может возникнуть «пик» напряжения при снижении выпрямленного напряжения до нуля.

Схема выпрямления с последовательным соединением двух шеетн-пульсовых мостовых схем (рис. 214, а) не требует уравнительного р<--344

в

А

С

Г

S)

udy+udA

о> 1. aj 1 С 5 I С11

CZ 1 а у \ Ь6

X 71 ML 1 Z! Г | U2 /

г 8 1 х10 L уп \хв

—1—г Я а В 3 1 Л г 1 I гл ьА з в я — 6 ЧП 3% 5Р. 11 * 2% з г за

Рис. 214. Трехфазная двенадцатипульсовая схема выпрямления (я) и графики напряжений (б) и протекания токов (в)

актора и потому она предпочтительнее. Одна из вторичных обмоток преобразовательного трансформатора соединена в «звезду», другая — в «треугольник». Катод К/ моста «звезды» соединен с анодом А2 моста «треугольника», нагрузка R,, присоединена к катоду К2 «треугольника» и аноду А1 «звезды». В каждом мосту работают одновременно два диода — один из катодной, другой из анодной группы. Выпрямленное напряжение за период каждого моста — шестипульсовое (см. Udу и Ud.\ на рис. 214, б). При совместной работе мостов работают одновременно четыре диода, что видно из диаграммы на рис. 214, о. Напряжение одного моста накладывается на напряжение другого моста (см. рис. 241, б), в результате чего на нагрузку поступает двенадцатипульсовое выпрямленное напряжение с меньшей амплитудой переменной составляющей. При = \f2 U-iY напряжение холостого хода на зажимах выпрямителя Urin — 4,68i/ay, а повторяющееся максимальное напряжение на диодах Un(lnT. 1Пах = ]/бб/2у = 0,52UiO.