8. Особенности работы выпрямителя на r - l нагрузку.

Случай работы выпрямителя на активную нагрузку R_d является достаточно редким. Чаще нагрузка имеет активно-индуктивный характер, особенно в выпрямителях средней и большой мощности, где для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения и тока в цепь нагрузки часто включают сглаживающий дроссель. Анализ электромагнитных процессов в этом случае проводим с учетом индуктивных сопротивлений рассеяния первичной Х₁ и вторичной Х₂ обмоток трансформатора.

Уравнение для цепи первичной обмотки имеет вид

Отсюда выразим e₁: , где первичный токi₁ выражается:

Для цепи вторичной обмотки трансформатора справедливо уравнение:

, где .

Преобразование этого выражения дает:

, где – суммарное индуктивное сопротивление рассеяния обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной цепи. Для цепи нагрузки можно записать.

Подставляя сюда U₂ из предыдущего выражения и обозначая и, получаем:.

Решение этого уравнения относительно тока i_d с учетом нулевых начальных условий дает

,где .

Графическое изображение этой функции представлено на рис.2.2, в, а на рис. 2.2, г изображена функция .

Следует отметить, что, исходя из принципа сохранения энергии, площадь, расположенная ниже оси абсцисс на рис.2.2, г, должна быть равна площади, расположенной выше оси абсцисс.

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения:

,

где λ –длительность интервала проводящего состояния вентиля В, или в относительных единицах:

Для определения λ воспользуемся условием: i_d|_θ-λ = 0 или

Зависимость имеет вид (рис.2.3). Постоянная составляющая выпрямленного тока равна

или в относительных единицах:

,

где .

Таким образом, последнее выражение представляет собой уравнение внешней характеристики выпрямителя:

9. Особенности работы выпрямителя на R - С Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения на выход выпрямителя параллельно нагрузке часто включают конденсатор С. Аналогичные режимы возникают и в других случаях, когда нагрузка выпрямителя имеет емкостный характер. Рассмотрим на примере однофазного однополупериодного выпрямителя. Из-за остаточного напряжения на конденсаторе С, играющего роль противо ЭДС, вентиль В откроется только в точке O₁ с запаздыванием на угол φ относительно начала координат.

На интервале O₁O₂ ток, протекающий через вентиль В, заряжает конденсатор С и образует ток нагрузки i_d. Поэтому на этом участке . В точкеО₂ конденсатор начинает разряжаться на нагрузку R_d. На участке О₂О₃ напряжение на конденсаторе изменяется примерно так же, как и ЭДС е₂, поэтому здесь имеет место равенство .

В точке О₃ вентиль В закрывается (i_а = 0), т.к. е₂ уменьшается более интенсивно, чем U_с.

Поэтому на интервале О₃О₆ ток нагрузки протекает только благодаря разряду конденсатора С. При этом .В точкеО₆:. На практике из-за малости интервалаO₂O₃ им можно пренебречь и считать, что вентиль закрывается в точке O₂. Основной особенностью работы выпрямителя на активно-емкостную нагрузку является большое значение параметра di/dt в момент отпирания вентиля, что может привести к выходу его из строя. Второй важной особенностью является существенное увеличение обратного напряжения на вентиле, которое будет иметь максимум в точке О₄.Третьей особенностью является задержка включения вентиля относительно начала координат на угол φ из-за остаточного напряжения на конденсаторе