14.1.2 Работа схемы на активно – индуктивную нагрузку

При разомкнутом ключе в схеме в цепь нагрузки включена индуктивность , которая обычно исполняет роль фильтра переменной составляющей выпрямленного напряжения. Наличие в цепи нагрузки индуктивности существенно изменяет характер электромагнитных процессов в схеме. В данном случае форма выпрямленного тока будет зависеть от индуктивности , частоты выпрямленного напряжения , сопротивления .

Индуктивность согласно закону коммутации не позволяет мгновенно изменяться току , т.е. препятствует нарастанию тока и стремится удержать его спад. Из временной диаграммы (рисунок 14.4) видно, что наличие индуктивности в цепи постоянного тока при изменяет характер протекания тока через тиристоры. После открытия тиристора ток начинает медленно нарастать, т.к. в это время происходит накопление энергии в индуктивности.

Рисунок 14.4 - Временная диаграмма работы выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке в режиме прерывистого тока

При прохождении напряжения на вторичной обмотке через ноль (точка 2) ток цепи открытого тиристора будет поддерживаться за счет энергии, запасенной в индуктивности до момента снижения тока до нуля. Такой режим называют режимом прерывистого тока. В выпрямленном напряжении появится отрицательный выброс, интервал проводимости тиристора будет больше, чем .

При увеличении индуктивности, энергии, запасенной в ней будет достаточной, чтобы поддержать ток до момента открытия тиристора VT2 (рисунок 14.5). Ток носит непрерывный характер, интервал проводимости тиристора будет равен

Рисунок 14.5 - Временная диаграмма работы выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке в режиме непрерывного тока

Большая величина является характерным случаем при использовании выпрямителя на практике. Управляемый выпрямитель часто работает на электрическую машину постоянного тока, при этом справедливо . Ток через нагрузку становится постоянным, а через тиристор - имеет прямоугольную форму, как показано на диаграмме (рисунок 14.6).

Рисунок 14.6 - Временная диаграмма работы однофазного выпрямителя со средней точкой при активно-индуктивной нагрузке

Регулировочная характеристика , определяемая из выражения

(14.5)

описывается соотношением:

(14.6)

14.1.3 Работа схемы при активно – индуктивной нагрузке с подключенным нулевым диодом

При работе выпрямителя на активно – индуктивную нагрузку, как видно из временных диаграмм, ток отстает от напряжения питания . Это приводит к потреблению выпрямителя от сети реактивной составляющей, что неблагоприятно сказывается на энергетических показателях установки. Указанное явление можно несколько ослабить, подключив к выходной цепи управляемого выпрямителя диод, который называют нулевым диодом.

На схеме (рисунок 14.1) ключ замкнут, а ключ разомкнут при этом будем рассматривать работу схемы с условием, что . Особенность работы схемы при нулевом диоде отличается от режима работы при активно – индуктивной нагрузке, рассмотренной в предыдущем разделе. Временная диаграмма работы схемы с нулевым диодом показана на рисунке 14.7.

Рисунок 14.7 - Временная диаграмма работы выпрямителя

с нулевым диодом

Отличие состоит в том, что в тот момент, когда полуволна напряжения питания проходит через ноль и меняет свою полярность, тиристор, который был открыт до этого момент, закрывается, а второй закрытый тиристор так и остается закрытым до подачи на него положительного импульса со схемы управления. В течение интервала времени равного , оба тиристора закрыты и нет отрицательного участка напряжения . Отсутствие отрицательного напряжения вызвано тем, что ток нагрузки, который в схеме без нулевого диода на участке  поддерживался энергией, накопленной в индуктивности, в данной схеме отсутствует. Через диод VD₀ напряжение вторичной обмотки трансформатора подается на проводящий тиристор в обратном направлении и запирает его, что вызывает переход тока нагрузки ; в момент перехода вторичного напряжения через ноль в цепь диода VD₀, минуя тиристоры и обмотки трансформатора. Интервалы проводимости тиристоров VT1 и VT2 сокращаются до значения p - a, и кривая напряжения соответствует случаю при чисто активной нагрузки. Рассмотрим временные диаграммы режима работы выпрямителя при активно – индуктивной нагрузке с нулевым диодом на рис.8. При построении временных диаграмм можно заметить, что сдвиг фаз между током (основной гармоникой) и напряжением составляет половину угла .