1.2. Побудова форми зворотної напруги вентиля мостового випрямляча

Напруга вентиля u_в= u_А-u_К – це різниця напруг між анодом і катодом вентиля у процесі роботи випрямляча. Вона має різні значення у стані провідності і у закритому стані вентиля. У стані провідності ця напруга майже незмінна і не перевершує значення 0,5 – 2 В, що дорівнює спаду напруги на вентилі при проходженні прямого струму. У закритому стані від’ємна напруга вентиля називається зворотною, а додатна – прямою, яка триває до моменту відкриття вентиля (переходу до стану провідності).

У паспортних даних вентилів (діодів, тиристорів, тощо) задається значення номінальної зворотної напруги U_{в ном}, сота частина якої визначає клас вентиля. Однією з умов вибору вентиля для роботи у схемі випрямляча є така:

U_{в ном}  U_в. (7)

Тому необхідно навчитися аналізувати форму та визначати значення зворотної напруги на вентилі у схемі перетворювача.

Побудуємо зворотну напругу четвертого тиристора VS4 спершу для a=0. До анода четвертого тиристора прикладена напруга фази А, а до катода буде прикладена напруга фази С, коли у провідному стані буде тиристор VS2, або напруга фази В, коли у провідному стані буде тиристор VS6. Отже, зворотна напруга тиристора VS4 буде формуватися з фрагментів лінійних напруг u_ав між точками 3-5 та u_ас між точками 5-7 (рис. 2 а). Коли a0 зворотна напруга тиристора VS4 формується фрагментами тих же лінійних напруг, де відповідно точки 9, 11 та 13 зсунуті на кут a (рис. 2 б).

З врахуванням процесів комутації 0 та a0 зворотна напруга четвертого тиристора за формою буде дещо складнішою, але, як і у двох попередніх випадках, вона буде формуватися фрагментами лінійних напруг u_ав та u_ас. Відмінність буде лише на комутаційних ділянках.

До четвертого тиристора VS4 напруга u_ав буде прикладена після закінчення комутації четвертого та шостого тиристорів. Коли відбувається комутація п’ятого та першого тиристорів до анода четвертого тиристора замість напруги u_а буде прикладена комутаційна напруга u_к = (u_а + u_с )/2. Це призведе до зменшення зворотної напруги на цьому інтервалі комутації на величину комутаційного спаду напруги u_dg. Отже, від кривої напруги u_ав віднімаємо цей комутаційний спад, тобто „вирізаємо” його з кривої u_ав. Отримані точки з’єднуємо між собою. На інтервалі комутації шостого та другого тиристорів до катода четвертого тиристора замість напруги u_в буде прикладена напруга комутації u_к = (u_в + u_с )/2, що призведе до збільшення зворотної напруги (див. рис. 3). Але! Якщо б не було процесу комутації, то відразу була б прикладена напруга u_ас. З врахуванням процесу комутації напруга u_ас буде меншою на комутаційний спад u_dg. Знову ж таки попередня методика справедлива: від кривої напруги u_ас слід відняти комутаційний спад напруги u_dg, тобто „вирізати” його з кривої u_ас. І, нарешті, коли відбувається комутація першого та третього тиристорів, до анода четвертого тиристора замість напруги u_а буде прикладена напруга комутації u_к =(u_а+u_в)/2, що призведе до збільшення напруги u_ас (див. рис. 3). Але! Цей самий результат ми отримаємо, якщо від напруги u_вс відняти знову ж таки комутаційний спад напруги u_dg, тобто „вирізати” його з напруги u_вс і з’єднати отримані точки так, як це показано на рис. 3. Надалі аж до моменту вступу в роботу четвертого тиристора до нього буде прикладена напруга u_ас. Звертаємо увагу, що лінійна напруга u_вс не має жодного відношення до зворотної напруги четвертого тиристора. Вона використана як допоміжна з метою єдності запропонованої методики побудови зворотної напруги тиристора: від трьох лінійних напруг u_ав, u_ас (вони ж формують зворотну напругу) та допоміжної u_вс кожен раз на комутаційній ділянці слід віднімати комутаційний спад напруги, а отримані точки з’єднати так, як це показано на рис. 3.