Преобразовательная техника

i

= 0 или sin jectg jl + sin (l - j) = 0 .

(2.26)

d

q = l

Зависимость l = f (j) имеет вид, показанный на рис. 2.3.

a

2p

1,5p

p

0,5p

p

p

p j

6

3

2

Рис. 2.3. Зависимость длительности проводящего состояния вентиля

от параметров нагрузки

Постоянная составляющая выпрямленного тока

Ed

E2

(1 - cosλ),

Id =

=

2

(2.27)

Rd

2πRd

или в относительных единицах:

Ed*

Id* =

Id

=

1 - cosλ

tgj =

tgj,

(2.28)

Id max

2π

π

E2

.

где I

d max

= i

=

2

d

R = 0

X

d

Таким

образом,

последнее

выражение

представляет

собой

уравнение

внешней

характеристики

*

= f (I

*

),

выпрямителя: E

d

d

При работе выпрямителя на двигательную нагрузку, при заряде

аккумуляторных батарей и в других случаях, когда в цепи нагрузки

имеется

противоЭДС,

имеют

место

определенные

особенности.

Рассмотрим работу однофазного однополупериодного выпрямителя на

двигатель постоянного тока с противоЭДС E0 (рис. 2.5).

e2

p

E0

2p

q

id

+

id

U1

e2

E0

X

-

l

q

eх

S

y

S

q

Рис. 2.5. Работа однофазного однополупериодного выпрямителя

на двигательную нагрузку

e

- X

did

= E или

E sin (θ + ψ)- X

did

= E .

(2.29)

2

2

dθ

0

2

dθ

0

Решая

это уравнение

относительноi , с

учетом

нулевых

d

i =

2E2

écos y - cos(q + y)ù

-

E0

q.

(2.30)

X

d

ë

û

X

I *

=

Id

=

1

élcos y - sin (l + y) + sin yù - E*d2

,

d

Id max

2p ë

û

d

E

E

E

2

Ed* =

2

где Id max

E

= 0

=

2

;

0

; Ed max =

2

.

X

E

p

0

d max

Для установления зависимости между λ, ψ и Id воспользуемся ус-

= 0 , откуда находим: cosψ - cos(λ + ψ) =

E*λ

ловием: i

d

.

π

d

q = l

*

Связь

между Ed*

и

ψ

дает выражениеsinψ =

Ed

, которое

π

зависимости

λ = f (Id* ); ψ = f (Id* ) (рис. 2.6) и

внешнюю характерис-

тику выпрямителя Ed* = f (Id* ) (рис. 2.7).

l, y

E*

2p

d

3p

p

l

2

p

p

y

2

0

0

1

Id*

*

Id

Из-за остаточного напряжения на конденсатореС,

играющего

роль противоЭДС, вентиль В откроется только в точке О1 с запаздыва-

нием на угол φ относительно начала координат.

На

интервале О1KО2

ток,

протекающий

через

вентиль ,

В

заряжает конденсатор С и образует ток нагрузкиid . Поэтому на этом

участке

2E2 sin (q + j) ;

i

= i

+ i

, i

= e2

=

a

C

d

d

Rd

Rd

= wC dUC

i

=

2E wCcos (θ + j).

(2.32)

C

dθ

2

В

точке О2

нагрузкуRd .

конденсатор

начинает

разряжаться на

На участке О2 KО3

напряжение на конденсаторе изменяется примерно

так же, как и ЭДС e2 , поэтому здесь имеет место равенство id = iС + ia .

e2 ,

j

UС

UС

EС 0

О5

iа

p

О1 О2

О3

О4

2p

О6 q

e2

U

e

i

С i

R

i

Uобр max

1

2

С

d

d

ia

p

id

iС

q

j

l

В точке О3

вентиль В закрывается( ia = 0 ), т. к.

e2 уменьшается

более интенсивно, чем UС .

Поэтому на

интервале О3 KО6

ток нагрузки

протекает только

благодаря разряду конденсатора С. При этом

-

q-l-j

U

d

= U

С

= E

e wCRd

,

(2.33)

С0

где EC 0 – начальное напряжение на конденсаторе в точке О3 .

-

2p-l

В точке О

6

:

U

d

= U

С min

= E

e wCRd

=

2

E sin j.

С0

2

Особенностью

работы

выпрямителя

на

емкостную нагрузку

является повышение величины обратного напряжения на вентиле:

3

p-l-f

-

2

U

=

2E

+ E

wCR

,

(2.34)

обр max

2

e

d

С0

что необходимо учитывать при выборе

силовых вентилей. Второй

важной

особенностью

является

резкий

скачок

зарядного

тока

конденсатора в момент отпирания вентиля (точка О1 ).

На

практике

из-за

малости

интервалаО KО

3

им

можно

2

пренебречь и считать, что вентиль закрывается в точке О2 .

π

θ +

π

e -

2

Тогда

λ =

- j ;

E

=

E

;

U

= U

E

wCR d

;

2

=

2

d

С

2

2

2

С 0

3

π+j

3

π+j

2

-

-

2

wCRd ;

wCRd .

U

С min

=

2

E e

j = arcsin e

2

Одним

из

критериев

качества

выпрямленного

напряжения

является отношение:

3

π+j

3

2

π + j

( 2E2 )

EС max

2

wСRd

; ln k

= k =

; k

= e

= wСRd

;

E

æ

3

π+j

ö

С min

ç

-

2

÷

ç

wСR

÷

2E2e

è

d

ø

3

π + j

отсюда

С =

2

.

(2.35)

wR

ln k