
- •Лабораторная работа 45
- •2.2. Выпрямители
- •2.2.1. Классификация выпрямителей и основные расчетные параметры схем выпрямления
- •2.2.2. Трехфазный неуправляемый выпрямитель со средней точкой
- •2.2.3. Шестифазный выпрямитель с уравнительным реактором
- •3. Описание лабораторной установки
- •3.1. Назначение
- •3.3. Описание установки
- •4. Устройство и работа лабораторного стенда и его составных частей
- •4.1. Устройство лабораторного стенда.
- •4.2. Параметрический источник тока (пит)
- •4.3. Двойной трехфазный выпрямитель с уравнительным реактором
- •4.4. Трехфазный выпрямитель с нулевым выводом
- •5. Контрольно-измерительные приборы и измерительные шунты
- •5.1. Контрольно-измерительные приборы
- •5.2. Контрольно-измерительные шунты, позволяют снять осциллограммы и контролировать форму тока:
- •6. Подготовка к работе
- •7. Рабочее задание
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список рекомендуемой литературы
- •Оглавление
- •Источники питания электротехнологических установок
- •428015, Чебоксары, Московский просп., 15
2.2.2. Трехфазный неуправляемый выпрямитель со средней точкой
Трехфазная схема выпрямителя со средней точкой приведена на рис.45.5. Ее называют также трехфазной нулевой схемой. Она содержит трехфазный трансформатор, включенный по схеме треугольник-звезда или звезда-звезда и при диода, подключенных анодами к фазам вторичной обмотки.
Нагрузка Rd подключена между общим катодом вентилей и нулевой точкой звезды вторичной обмотки. Временные кривые для напряжений и токов, характеризующие работу схемы, представлены на рис.45.6. Здесь показаны графики изменения фазных напряжений (рис.45.6, а), токов вентилей (рис.45.6, б), обратных напряжений (рис.45.6, в).
Рис.45.5. Трехфазная нулевая (однотактная) схема выпрямления
Рис.45.6. Напряжение и токи в схеме трехфазного нулевого
(однотактного) выпрямителя
Таблица 45.1
Основные расчетные соотношения схем выпрямления
|
Однофазная двухполупериодная с нулевым выводом (рис.45.4, а) |
Однофазная мостовая (рис.45.4, б) |
Трехфазная с нулевым выводом (рис.45.4, в) | |
I2/Id |
/4 = 0,785** |
1 /2 |
| |
|
0,5 |
0,333 | ||
|
1* /2 = 1,57** |
1* 2/3 | ||
IV/Id |
/4 = 0,785** |
| ||
I1/Id (KT =1) |
1* /2 |
| ||
n |
1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, … |
1, 2, 4, 5, 7, 8, … | ||
kи |
0,9 |
0,827 | ||
kг |
0,484 |
0,68 | ||
|
2 |
3 | ||
|
= 3,14 |
/2 = 1,57 |
2/3 = 2,09 | |
ρ |
2 |
3 | ||
kn |
0,483 |
0,18 | ||
kn |
0,471 |
0,177 | ||
S2/Pd |
/2 = 1,57* 2/4 |
/2 8/8 = 1,23** |
2/3 4/3 | |
S1/Pd |
/2 2/8 = 1,23** |
2/3 | ||
ST/Pd |
(1+ 2
(1+ |
/2 2/8 = 1,23** |
( | |
* Для активно-индуктивной нагрузки. ** Для активной нагрузки **** При соединении вторичной обмотки в зигзаг |
Окончание табл.45.1
|
Двойная трехфазная с уравнительным реактором (рис.45.4, г) |
Трехфазная мостовая (рис.45.4, д) |
Условно-двенадцати-фазная последовательная (рис.45.4, е) |
Условно-двенадцати-фазная параллельная (рис.45.4, ж) | |
I2/Id |
1/2 |
|
|
1/ | |
|
0,167 |
0,333 |
0,333 |
0,167 | |
|
0,5* /6 = 0,522** |
/3=1,045** |
1 |
0,5 | |
IV/Id |
1/2 |
|
|
1/2 | |
I1/Id (KT =1) |
1/ |
|
|
1/ 0,789*** | |
n |
1, 5, 7, 11, 13, 17, … |
1, 11, 13, 23, 25, … | |||
kи |
0,955 |
0,989 | |||
kг |
0,311 |
0,152 | |||
|
3 |
3 |
6 |
3 | |
|
2/3 = 2,09 |
/3 = 1,045 |
/6 = 0,523 |
/3 = 1,045 | |
ρ |
6 |
12 | |||
kn |
0,042 |
0,0102 | |||
kn |
0,0404 |
0,0102 | |||
S2/Pd |
2/3 |
/3 = 1,05 |
/6 = 0,523 | ||
S1/Pd |
/3 = 1,05 | ||||
ST/Pd |
(1+ |
/3 = 1,05 | |||
* Для активно-индуктивной нагрузки. ** Для активной нагрузки *** Сетевой ток преобразователя **** При соединении вторичной обмотки в зигзаг |
Пусть в момент
проводит ток диод
,
подключенный к фазеС.
Поскольку сопротивление проводящего
диода можно считать равным нулю, к
нагрузке приложено напряжение фазы
и2С.
При этом диоды, подключенные к двум
другим фазам, находятся под разностью
напряжений и2А
- и2С
и и2В
- и2С,
то есть под линейным напряжением,
сдвинутым относительно фазного во
времени на угол
.
В момент
это напряжение перейдет через нуль и
диод, подключенный к фазеА,
включится (выполняется условие включения).
В выпрямителе образуется замкнутый
контур: напряжение ЭДС фазы А
– диод VD1
– диод
– напряжение фазыС.
При условии
,
в контуре возникает импульс тока, который
совпадает с прямым током диода VD1
и обратным VD3.
Уменьшая последний, он мгновенно
выключает диод VD3.
Происходит переключение (коммутация)
фаз трансформатора, которые соединяются
с нагрузкой. При этом неработающие
вентили попадают под обратные напряжения,
равные иС
= и2В
- и2А
и иС
= и2С
- и2А.
Через интервал
станет равным нулю другое линейное
напряжениеиВ
и произойдет коммутация диодов VD1
и VD2.
Моменты, в которые происходят коммутации,
называются точками естественной
коммутации, а интервалы между ними равны
2/3.
Выпрямленный ток равномерно распределяется
между диодами, и средний ток диода равен
.
(45.4)
Трехфазная нулевая
схема, как и все нулевые схемы, использующие
нулевую точку вторичной звезды
трансформатора, выпрямляет фазное
напряжение, а обратным для вентилей
является вторичное линейное напряжение.
Три коммутации диодов, приходящиеся на
период вторичного напряжения, приводят
к тому, что в выпрямленном токе появляется
пульсация тройной частоты (трехпульсная
схема). Частота повторяемости работы
выпрямителя равна
,
и среднее значение выпрямленного
напряжения
(45.5)
где U2 – действующее значение вторичного фазного напряжения.
Максимальное обратное напряжение на вентилях, определяющее их класс
.
(45.6)
Трехфазная нулевая схема имеет высокий КПД и используется в низковольтных источниках питания. Основные недостатки связаны с низким входным коэффициентом мощности, усложнением питающего трансформатора и сглаживающих фильтров.