15 В преобразовательных трансформаторах первичную обмотку часто называют сетевой, а вторичные обмотки – вентильными, так как к ним подсоединяются вентили схемы выпрямления.
Схема выпрямления (СВ) является основным элементом преобразователя и представляет собой совокупность полупроводниковых приборов (вентилей), определенным образом соединенных между собой. Вентили в СВ выполняют функцию коммутирующих элементов, которые поочередно подключают в течение периода нагрузку к соответствующим фазам вторичной обмотки трансформатора так, чтобы ток в ней протекал в одном направлении.
Процесс поочередного подключения фаз вторичной обмотки трансформатора к нагрузке через вентили называется коммутацией вентилей. Схемы выпрямления, которые обеспечивают протекание тока во вторичной обмотке трансформатора в одном направлении, называют однополупериодными, или нулевыми, а в двух направлениях – двухполупериодными, или мостовыми.
Схемы выпрямления характеризуются коэффициентом схемы выпрямления
, (2.2)
который устанавливает связь между средневыпрямленным Ud и фазным U2 напряжениями. Коэффициент СВ зависит от конфигурации схемы и является постоянной величиной для конкретной схемы.
Преобразователи переменного тока в постоянный классифицируются по числу фаз питающего напряжения: одно- и трехфазные; по числу полупериодов выпрямления; одно- и двухполупериодные; по числу пульсаций выпрямленного напряжения: одно- и многопульсационные.
Если обозначим число фаз символом р , число полупериодов выпрямленного напряжения - q , то, очевидно, СВ могут быть с различной комбинацией значений этих символов.
16 2.2. Особенность расчета и основные параметры преобразователей переменного тока в постоянный
Основной целью анализа и синтеза различных схем преобразователей является расчет токов и напряжений в схеме.
В процессе анализа находятся взаимосвязи между отдельными параметрами схемы, например между выходным и входным напряжениями или токами, определяются токи и напряжения и характер их изменения во времени на различных элементах схемы (осциллограммы напряжений и токов).
Для точного определения искомых параметров и характеристик преобразователя необходим и детальный анализ электромагнитных процессов. Такой анализ с учетом реальных параметров элементов схемы преобразователя достаточно сложен вследствие громоздкости получаемых уравнений.
Для рассмотрения принципа работы и анализа процессов в различных схемах преобразователей можно воспользоваться методом идеализации рассматриваемой схемы с последующим ее усложнением и учетом основных влияющих факторов. Это позволяет наиболее просто и наглядно вывести основные соотношения, связывающие токи и напряжения в схеме преобразователя, а также провести сравнение различных схем выпрямления с целью определения наиболее целесообразных областей применения.
Основными допущениями, целесообразность которых подтверждается практикой, являются идеальный вентиль и идеальный трансформатор.
Идеальный вентиль – полупроводниковый прибор, в котором сопротивление в прямом направлении равно нулю, а в обратном – бесконечности. В идеальном трансформаторе полагаются равными нулю активные сопротивления обмоток, потери в магнитопроводе, индуктивности рассеяния и намагничивающий ток.