
- •Введение
- •Тема 1. Силовые полупроводниковые вентили и их характеристики
- •Тема 2. Неуправляемые выпрямители
- •З адача 2-1
- •Задача 2-13.
- •Коэффициент трансформации трансформатора . Форма тока i1 изображена на рис.2-25 г. Действующее значение этого тока
- •Задача 2-15.
- •Задача 2.16. В схеме рис.2-31 дано: ; ; ; . Вычислить действующее значение тока в первичной обмотке трансформатора i1. Построить кривую изменения этого тока.
- •Задачи по разделу «Неуправляемые выпрямители» для самостоятельного решения
Задача 2-13.
В схеме рис.2-24 вычислить длительность
проводящего состояния вентилей
и действующее значение первичного
тока трансформатора, если
;
внутреннее сопротивление аккумулятора
;
Трансформатор и вентили считать
идеальными.
Р
ешение:
ЭДС на вторичной обмотке
трансформатора:
изображена на рис.2-25. Выпрямленное
напряжение изображено на рис.2-25 б.
Очевидно, что на интервале
,
и, следовательно, вентили выпрямителя
будут закрыты, так как потенциалы
катодов их будут более высокими, чем
потенциалы анодов. И лишь в точке
,
называемой углом включения вентиля,
когда
,
вентили выпрямителя откроются и по
аккумулятору будет протекать ток
.
Интервал проводящего состояния вентилей
закончится в точке
,
определяющей угол выключения вентилей,
когда снова
,
и в течение интервала
вентили выпрямителя будут закрыты.
Затем на участке
вентили выпрямителя снова будут проводить
ток
,
который по вторичной обмотке трансформатора
будут протекать в противоположном
направлении по сравнению с предыдущим
полупериодом (рис2-25 в) Далее процесс
повторяется. Координату точки
найдем из условия:
,
(2-40)
Отсюда:
.
Координата точки
находится как
.
Длительность проводящего состояния вентилей
.
Исходя из равенства намагничивающих сил первичной и вторичной обмоток трансформатора
(2-41)
где w1 и w2 - числа витков обмоток трансформатора.
Отсюда:
.
Коэффициент трансформации трансформатора . Форма тока i1 изображена на рис.2-25 г. Действующее значение этого тока
Задача 2-14.
В трехфазном мостовом выпрямителе на рис.2-26 случайно перепутаны местами начало и конец вторичной обмотки фазы А. Построить кривую выпрямленного напряжения на нагрузке Rd и вычислить на сколько процентов постоянная составляющая этого напряжения будет отличаться от постоянной составляющей выпрямленного напряжения исправного выпрямителя; построить кривую обратного напряжения на вентиле B3. Вентили и силовой трансформатор считать идеальными.
Р
ешение:
Фазные э.д.с. вторичных обмоток
трансформатора изображены на рис.2-27
а сплошными линиями. На интервале
наибольший положительный потенциал
будет в фазе
b.
Наибольший отрицательный потенциал –
в фазе С. Поэтому на этом интервале
открыты вентили В3 в
катодной группе и В2 в
анодной группе, через которые к нагрузке
приложено линейное напряжение ebc.
На рис.2-27 в это напряжение построено
следующим образом: э.д.с. e2
и e2c
пересекаются в точках
и
.
Поэтому в этих точках разность
пересекает ось абсцисс. Амплитуда
этого напряжения в
раз больше амплитуды фазных э.д.с. e2b
и e2c.
В точке
фазные э.д.с. e2b
и e2c
сравнялись друг с другом, а затем
потенциал фазы a
становится больше, чем потенциал фазы
b, и следовательно откроется вентиль
В1, в катодной группе. Но
как только вентиль В1
откроется, положительная потенция фазы
покажется приложенным к катоду
вентиля В3, а к аноду вентиля
В3 приложен потенциал фазы
b тоже положительный,
однако меньший, чем в фазе a.
Поэтому вентиль В3
оказывается под закрывающим напряжением
eba
и закрывается, а открытым остается в
катодной группе только вентиль B1,
а в анодной группе остается открытым
вентиль В2, к катоду которого
приложен наименьший потенциал на
рассматриваемом интервале – потенциал
фазы С. Через эти вентили к нагрузке
прикладывается линейное напряжение
eac.
Это напряжение построено на рис 2-27 б
аналогично напряжению ebc,
но с учетом того, что амплитуда этого
напряжения меньше амплитуды ebc
в
раз,
т.к. э.д.с. фазы a e2a
сдвинута относительно э.д.с. фазы b
и фазы c не на 120o,
как было бы в исправном выпрямителе, а
на 60o (рис.2-28).
Т
акое
положение будет сохранятся на интервале
.
В точке
э.д.с. фазы С e2c
сравняется с э.д.с. фазы b
e2b,
а затем э.д.с. фазы b
становится ниже потенциала фазы с,
в результате чего в анодной группе
вентилей откроется вентиль B6,
на катоде которого будет наинизший
потенциал. Но как только вентиль В6
откроется, через него к аноду ранее
открытого вентиля B2
окажется приложенным наинизший потенциал
фазы b, в то время как
потенциал катода В2
определяется более высоким потенциалом
фазы С. Поэтому в точке
вентиль В2 закрывается
под действием запирающей разности
потенциалов между анодом и катодом
ecb,
а открытым остается в анодной группе
только вентиль В6. В катодной
группе в это время по-прежнему проводит
ток вентиль В1. Поэтому,
начиная с точки
,
напряжение на нагрузке определяется
напряжением eab,
которое построено на рис.2-27 б
аналогично напряжению eac.
Такое положение будет сохраняться до точки , где э.д.с. фазы c e2c станет больше э.д.с. фазы а e2a, в результате чего в катодной группе откроется вентиль В5, а вентиль B1, проводивший ток ранее, закроется и напряжение на нагрузке будет определяться линейным напряжением еcb и т.д. Алгоритм переключения вентилей выпрямителя представлен на рис.2-27 б. Сплошной линией изображена форма напряжения на нагрузке. Очевидно, что период повторяемости пульсаций напряжения на нагрузке равен . Поэтому постоянная составляющая выпрямленного напряжения
(2-42)
Поскольку, как видно из рис.2-27 б, два последних слагаемых одинаковы, то
(2-43)
Мгновенное значение этих э.д.с.:
(2-44)
(2-45)
где Е2 – действующее значение фазных э.д.с. на вторичной обмотке трансформатора.
Подставляя функции ebc и eac в подынтегральные выражения, находим Ed:
.
Если бы выпрямитель имел правильное
соединение обмоток, то, как известно из
теории трехфазного мостового выпрямителя,
.
Если принять эту величину за 100%, то
снижение выпрямленного напряжения
произошло на
или на 28.21 %.
Обратное напряжение на вентиле В3 (рис.2-27 г) строим следующим образом. Вентиль B3 в соответствии с алгоритмом включения (рис.2-27 в) открыт на интервале и поэтому разность потенциалов между анодом и катодом открытого идеального вентиля равна 0.
В точке
открывается вентиль В1, а
вентиль B3
закрывается и напряжение на нем находится
как разность потенциалов анода, потенция
которого определяется потенциалом фазы
b e2b
и катода, потенциал которого на интервале
работы вентиля B1
определяется потенциалом фазы a
e2a,
а на участке
,
где работает вентиль В5 -
потенциалом фазы С – e2c.
Поэтому на интервале
обратное напряжение вентиля В3
представляет собой напряжение eba,
а на интервале
-
напряжение ebc.
В точке
вентиль B3
снова открывается и напряжение между
анодом и катодом вентиля В3,
снова становится равным 0. Далее процесс
повторяется.