ivanov-ciganov2 (558065), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Тогда можно считать проводимости дт и ~,, постоянные времени тт и т„одинаковыми. Обозначим их д и т. Подставив в первое уравнение (7.35), определяющее зарядный так 1 = Т вЂ” 6, получим ток 1э. Аналогично при б = 6' второе уравнение дает ток 1г. Решив полученную таким образом систему из двух уравнений относительно 1г и 1э„найдем г АР Рис.
7.12 1т = Ей(е-~~ — е-т ~ )1(( — е-тl') — Е,д, 1в = Ея (1 — е-<т — э~~ )1(! — е=тм) Е,д (7.36) 1т (1) =(Š— Еа) я — Ере и' (( — е эм)1(1 — е — гх') (1') Еое-с/т (( е-(т -эит)1(( е — г(ч) Е л (7.37) Постоянная составляющая тока дросселя, равная току в нагрузке, определится как среднее значение токов 1, и 1, за полупериод выпрямляемого напряжения Т: Теперь, подставив найденные значения 1г и 1э в (7.35), получим для зарядного и разрядного токов дросселя выражения, не содержащие неопределенных констант: Вто выражение определяет как выходную, так и регулировочную характеристики силовой цепи. Его удобнее записать в следующем Ео=Е(Т вЂ” З)/Т вЂ” Хот, ' (7.39) где т = 1/д — зарядное сопротивление.
Данные характеристики представлены на графике рис. 7. 13 семей=твом прямых. Параметром семейства является регулируемое отношение ЦТ. Выходное сопротивление такого выпрямителя равно г при' пюбом значении отношения З/Т. В течение паузы между выпрямляемыми импульсами дроссель, заходясь под воздействием постоянного напряжения Е„сохраняюцегося на конденсаторе С, стремится перезарядиться. Его ток, начинаясь с положительного значения /о, стремится к отрицательному' значению — Еод. Однако для отрицательных токов диоды Ц, — До закрыты, перезарядить- 1 гя дросселв не может. Если до оо жоичания паузы ток разряда ео станет равным нулю, диоды за- и а кроются, разряд дросселя пре- оо Сю кратится.
Ток нагрузки после ч~ до итого поддерживается разрядом . о конденсатора С. Импульс напряйг йо Е жения следующего полупериода Рис. 733 вызывает новый зарядный импульс тока в дросселе и т. д. Таким образом, если дроссель успевает разрядиться за интервал, меныний З, то его ток становится прерывистым. Все полученные ранее соотношения верны лишь для режима непрерывного тока в дросселе. Для получения такого режима индуктивность дросселя должна быть больше некоторой критической величины. При индуктивности дросселя, равной критической, ток разряда о,(б) к концу разрядной части периода (/' = 6) становится равным нулю. Приравняв /г нулю в первом из выражений (7.36), получим уравнение, из которого можно найти критическую индуктивность дросселя: Егт(е-ом — е-т~ )/(1 — е-тго) Еод= 0 (7.40) Заменим в этом уравнении экспоненты тремя первыми членами ряда: е х 1 к+0 бхо (7.41) и тем самым превратим его из трансцендентного в линейное.
Такая замена допустима на том основании, что сопротивление т мало (оно определяет потери в выпрямителе) и постоянная времени т всегда значительно больше как полупериода коммутации Т, так и разрядного интервала з. Решение полученного линейного уравнения при замене в нем Е, выражением (7.39) имеет следующий вид: /,р 0,5Т (ЕЗ (Т вЂ” 8)/(/оТо) + т|: (7.42) Только при 1,) Е,р запас энергии, накапливаемый дросселем при заряде, достаточен для подпитки нагрузки в течение всей разрядной части периода.
Если 1 )~ Ьчр, то токи в обмотках трансформатора имеют практически прямоугольную форму, а токи диодов — ступенчатую. Для этого случая легко определить их средние и действующие значения: 1, =1,(Т-Е)1Т; 1,=1,)1(Т вЂ” В)1Т; и,„= и.цт — цт: и,= иМТт — 9чт; 1х, =0 51а ~1 Эl(2Т)); 1д — — 0,7071о)/! — 81(2Т) ° (7 43) (7.47) Габаритная мощность трансформатора $'А, =Е,1~ =Е~1~=Е1~(Т вЂ” 0)1Т=Еэ1а .(7.44) будет равна мощности, выделяющейся в нагрузке, что является характерным для выпрямителя напряжения прямоугольной формы.
Обратное напряжение на каждом из вентилей мостовой схемы получается равным Е. Поскольку при расчете была принята модель диода с порогом выпрямления,'то мощность, выделяющаяся в каждом из диодов выпрямителя, равна Р, = Е 1, + г,1„'= 0,5Е„~1ДЪ вЂ” ч1(2Т)'1+0,5г,Ц(1 — 51(2Т)1. (7.45) Рассчитаем пульсации на выходе выпрямителя. Гармонический состав выходного напряжения можно определить с помощью соотношений, полученных для фильтра в $ 6. 10. Однако они приводят к более сложным расчетным формулам, чем излагаемый далее приближенный метод.
'Линеаризируем законы нарастания и спадания тока дросселя (7.37). В практических схемах постоянная времени цепи всегда значительно больше полупериода выпрямляемого напряжения, а это позволяет ограничиться всегда двумя членами в ряде (7.41), что дает линейно меняющиеся токи: 1г (1) = 1а+ ЕЭ (21 Т+ В)1(2ЬТ)* ; (1') 1,— Е (Т вЂ” О) (21' — О)1(2ЕТ). Постоянная составляющая тока дросселя 1, протекает по сопротивлению нагрузки. В конденсатор С ответвляются практически полностью все переменные составляющие тока (г — 1,. Поэтому для напряжения на конденсаторе будем иметь: (1)= ~ ( еэ( ~+ ) +(1 3- 1 о (,) ! (' е(т — 6) (2Я вЂ” а) ~1, (1 с) гат где У, и 11, — постоянные интегрирования.
При 1 = Т вЂ” 0 первое из выражений (7.47) должно давать то же зйачение йапряжения на конденсаторе, что н второе при 1' = О. Из э ого условия найдем, что постоянные интегрирования (), и () равны. Максимума напряжение на конденсаторе достигает при 0/2. При 1 = О,б(Т вЂ” 0) выходное напряженйе и,(7) минимально. Определив из (7.47) ()„„и Уп и, находим полный коэффицие44т пульсаций на выходе выпрями- . теля: )сп = (()» пап — ()п пап))(2Е,) = =- Е0 (Т вЂ” 0))(Ео16ЛС). (7.48) Так как Е, = )п)г + 2Е„„, то на основании (7.38) имеем Е,=Е(Т вЂ” 0) Ц(Т Р,,)1,1 + 2Е»прг)Р = Е (Т вЂ” 0) щТ (р ( г)), (7.49) Подставив это соотношение в (7.48), получим окончательно '~г А„(Й+ г) Т0)Я16ЕС). (7.50) г) " На рис.
7.14, а приведена двух- й фазная схема выпрямителя с диффе- г) ренциальным трансформатором. На ее выходе создаются выпрямленные на- Рис. 7.14 пряжецие и ток той же формы, что и на выходе мостовой схемы (рнс. 7.14, б), ио .Еп = Ер„п + Е„,р. Токи вентилей в этих схемах также аналогичны. Токи вторйчных полуобмоток (рис. 7.14, в, г) в данной схеме совпадают с токами соответствующих вентилей в отличие от мостовой. Во время пауз в выпрямляемом напряжении (рис. 7.14, г) ток Разрядки дросселя Е, подтекая к средней точке вторичной обмотки трансформатора, разделяется на две равные части. Эти равные токи не намагничивают сердечник трансформатора и, следовательно, не трансформируются в первичную цепь (рнс.
7.14, д). Поэтому каждому Яз токов трансформатор оказывает малое сопротивление, равное сопротивлению меди полуобмотки. Обратное напряжение, действующее на вентиль в схеме с диффеРеициальным трансформатором, в два раза больше, чем в мостовой, при одинаковых выпрямленных напряжениях.
Габаритная мощность в Рассматриваемой схеме также больше, чем в мостовой: РА =О,б(Е,7„+2Е,7,~ ЕДа,б(1+У (2Т вЂ” 0))(Т вЂ” 0)). (7.81) $7.7. Выпрямитель переменного напрюкения прямоугольной формы с нагрузкой, начинающейся с емкости При нагрузке, начинающейся с емкости (рис. 7.15), пульсации выходного напряжения выпрямителя получаются меньшими. Сглаживающий фильтр и с ним весь источник становятся более компактными. Основным недостатком такого выпрямителя является то, что он плохо поддается регулировке. Выпрямленное напряжение мало меняется при изменении длительности паузы 6. При выпрямленных напряжениях 1 кВ и более выгоднее приме- Е Г ' гс нять не мостовую схему выпрямлени я, а схему с удвоением или а7 с умножением выпрямленного напряжения.
Расчетные формулы для и этих схем легко получить на основе приведенных соотношений для мостовой схемы, как показано в разделе, посвященном выпрямителям синусоидального напряжения. При получении расчетных соотношений положим индуктивность рассеяния трансформатора равной нулю. Эквивалентная схема зарядки конденсатора С примет вид рис. 7.16, а, где э. д.
с. прямоугольной 6 Рис. 7.!6 Рис. 7па формы с амплитудой Е = пЕ через сопротивление г подведена к конденсатору С, который разряжается постоянным током нагрузки гс. Сопротивление г включает в себя все омические потери в схеме: г = г,пи + ги + 2г„, (7.52) где г, и ги — сопротивления обмоток трансформатора; г, — внутреннее сопротивление вентиля. Ток нагрузки принят постоянным, так как напряжение г„на конденсаторе С имеет в правильно рассчитанной схеме малые пульсации. Разряжается этот конденсатор через дроссель (или резистор) фильтра постоянным током.
В течение интервала от 0 до Т вЂ” 6, когда величина э. д. с. отлична от нуля, конденсатор С подзаряжается, напряжение иа нем е, воз- растает пв экспоненцнальному закону (рнс. 7.16, б). В интервале от Т вЂ” 6 до Т конденсатор разряжаегся через фильтр на нагрузку постоянным током 1„напряжение на нем е„спадает по линейному закону. В однофазной схеме время разрядки конденсатора значительно больше и равно Т+ 6. Из уравнения, определяющего напряжение на конденсаторе С при скачке э. д. с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
