Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Из-за этого зависимостью величины выпрямленного напряжения от угла у, чаще всего пренебре. гают и при расчетах выпрямителей с сопротивлениями потерь в фазах учитывают только падение напряже. е гг г=оо ния иа этих сопротивлениях г. Иными словами говоря, считают выпрямлеи ное напряжение (/о = Ео — !ог, (6.29) оков 1„и (оо равны, так как в сумме эти токи всегда дают общий вы.прямленный ток го = !о. Аналогично затягивается рост и спадаине оков других фаз.
В течение интервала перекрытия фаз выпрямленное напряжение будет меньше э. д. с. еоо на падение напряжения !.,г(1оо/о(! и больше э д. с. е„на величину !.,а(1о,/о(1. Поскольку производные токов гм и 1оо равны между собой по абсолютной величине, выпрямленное на„ряжение будет определяться полусуммой э.
д, с., перекрывающихся фаз е„и е„, т. е. (6. 31) ио = 0,5 (е„+ еог) При оо1) и/т+ у, перекрытие фаз заканчивается. По второй фазе протекает весь ток 1„который в рассматриваемой модели неизменен. Падение напряжения на индуктивности рассеяния этой фазы становится равным нулю и выпрямленное напряжение равным э.д. с. а.о. значение которой оно достигает скачком (рис. 6.10, б). Таким образом, влияние индуктпвности рассеяния трансформатора сводится к следующему; 1.
Коммутация токов фаз выпрямителя происходит не мгновенно, а в течение угла перекрытия уы 2. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения становится меньше. 3. Переменные составляющие выпрямленного напряжения возрастают. 4. Действующее значение тока фазы несколько снижается. Величина угла перекрытия, вызванного нндуктивностью рассеяния трансформатора уь, тем больше, чем больше выпрямленный ток и индуктивность рассеяния.
Постоянная составляющая выпрямленного напряжения при перекрытии фаз уменьшается на величину плошади криволинейного треугольника аЬс (рис. 6.10, б), которая (8) оказывается пропорциональной выпрямленному току: 3ооо = иго)Ео/о1(2п). (6. 32) Переменные составляющие выпрямленного напряжения увеличиваются из-за усложнения формы кривой, связанной с возникновением скачков и изломов. Формула для подсчета коэффициента пульсаций получается очень неудобной для расчетов. Поэтому на практике предпочитают пользоваться приближенными соотношениями. Часто полагают возрастание пульсаций из-за перекрытия фаз, не превышающим 1,5 — 2 раза в сравнении с величиной, даваемой (6.!3) для уа — — О. При расчетах выпрямителей средней и малой мощности влияние перекрытия фаз учитывают только при подсчетах выпрямленного напряжения и это влияние сводится к появлению у выходного сопротивления члена, пропорционального иидуктивности рассеяния трансфорМатора.
Учет порога выпрямленна вентилей не вносит никаких дополпитель"ых особенностей в процессы, происходящие в выпрямителе, помимо 93 снижения постоянной составляющей выходного напряжения Уо на величину порога выпрямленна Е„„. Совместное влияние омическнх сопротивлений обмоток трансфор. матора и дросселя, индуктнвности рассеяния, сопротивления потерь и порога выпрямленна вентилей приводит к тому, что внешняя ха. рактеристика выпрямителя (выпрямленное напряжение) спадает круче чем это дается выражением (6.29): (/о = Еоо /оооо,о =Ео Есор /о(хо+1' р+1Ф'+ гоо) (6 33) где Ео = Е,/В (и) — выпрямленная з.
д. с.; г„— омическое сопро. тивление обмотки трансформатора; г, — внутреннее сопротивление вентиля; и/Е, — часть выходного ~о сопротивления, обязанная индуктивности рассеяния трансформатора; воок ге г,р — омическое сопротивление обмоткй дросселя. Приведенное выражение определяет внешнюю характеристику лишь в том случае, когда индуктивность дросселя болыпе критической. При токах нагрузки, меньших некоторой величины, определяемой индуктивностью дросселя, стоящего в схеме, правая часть (6.17) становится больше левой и ток дросселя прерывистым. Выпрямленное напряжение в таком режиме оказывается большим, чем это следует из (6.33), что и отмечено на рис. 6.11.
Прямая, представляющая уравнение (6,33), продолжена за область, где Е ( Е„о, штриховой линией. ~о Рис. 6.1! 5 6.3. Выпрямитель гармонического напряжения при нагрузке, начинающейся с емкости Для того чтобы конденсатор С, шунтирующий нагрузку выпрямителя (рис. 6.12, а), сглаживал пульсации выходного напряжения, его емкость должна быть настолько большой, что при разрядке на сопротивление нагрузки, напряжение на конденсаторе спадает медленнее, чем уменьшается э. д. с. заряжавшей его перед этим фазы. Поэтому в некоторый момент напряжение на конденсаторе окажется большим э. д. с. любой нз фаз вторичной обмотки трансформатора и все вентили будут закрытыми.
Длительность работы каждой из фаз будет меньше, чем 2к/и. Это является характерным для выпрямителя, нагрузка которого начинается с емкости. Возьмем в качестве модели вентиля идеализированный диод с потерями, а в трансформаторе учтем только омические сопротивления обмоток. Рассмотрение начнем с момента оог = — к/и. В этот момент (рис. 6.!2, в) напряжение на конденсаторе больше э. д. с. любой из фаз и все вентили закрыты. Разряжаясь, конденсатор создает на иа' грузке экспоненциально спадающее напряжение.
го г/ а е о а/ е е,1о )гс ео ф конденсатора на сопротивление нагрузки, которая про- должаетсЯ до Угла 2п/и — 6Р При угле 2п/и — 6, отк ывается вентиль второй Р фазы, конденсатор вновь подзаряжается и .т, д. За один период выпрямляемого напряжения поочередно срабатывают вентили всех фаз. Определим ток вентиля, исходя из эквивалентной схемы открытой фазы (рис. 6.12, б), г) Разность э.
д. с. фазы и выпРЯмленного напРЯжениЯ ио 61 получается в данной схеме из-за падения напряжения на е) сопротивлении обмотки трансформатора и вентиле. Следо- ге/ вательно, гм = (ем — ио)гг, (6.34) г) где г = г, + г,р — сумма сопротивлений трансформатора н вентиля. Таким образом, и/ по форме ток вентиля совпадает с напряжением е„равным разности э. д. с. фазы и выпрямленного напряжения и, (рис.
6.12, в, г), Импульс тока вентиля второй фазы совпадает по веРис. 6.12 личине и форме с импульсом тока первой фазы, но запаздывает на угол 2к/и (рис. 6.12, д). Общий выпрямленный ток представляет собой сумму токов всех вентилей (рис. 6.12, е) и, подтекая к точке а, делится. Часть его го течет чеРез нагРУзкУ, а часть 1с чеРез конденсатоР.
Ток, пРотекающий внагрузке, повторяетпоформевыпрямленноенапряжение (рис.6.12,ж), ток, протекающий через конденсатор, можно найти, отняв ток нагрузки от общего выпрямленного тока (рис. 6.12, з). Напряжение на вентиле первой фазы, равное е„= е„— и„ меняется по сложному закону, правда, близкому к косинусоидальному При оо( = — 6, спадающее напряжение на конденсаторе сравняется с возрастающей э. д. с. первой фазы еои вентиль этой фазы откроется и начнет пропускать ток.
Ток вентиля частично идет на подзаряд конденсатора, а частично в нагрузку. При зарядке конденсатора напряжение на нем растет и при угле 6, сравнивается с уменьшающейся э. д, с. первой фазы. Вентиль закрывается и начинается разрядка (рис. 6.12, и), и положительно лишь в небольшой части перно ода ( — О, ( о>1 ( Ов).
Отрицательное обратное напряжение достигает максимума при 0>г = и п этот максимум, равный Е,бр„,— — (ив(п)+Ев ), (6.35) значительно больше выпрямленного напряжения. Увеличение сопротивления нагрузки приводит к уменьшению тока нагрузки и замедлению разрядки конденсатора. Поэтому э. д. с, пе . р. вой фазы сравняется с выпрямленным напряжением несколько позже, т. е. угол О, по абсолютной величине станет меньше (рис. 6.13, и) При зарядке конденсатора в большее сопротивление нагрузки будет ответвляться меньшая часть тока Ь~т вентиля и, следовательно, конде .
бв> сатор заряднтся быстрее, а это вы. зовет уменьшение угла О,. Таким рр> образом, уменьшение тока нагрузки привело к уменьшению углов отсечки 0> 4» тока (рис. 6.13, б), увеличеншо сред. него значения выпрямленного па. ->0» пряжения и уменьшению его пульсаций. При токе нагрузки, равном нулю, конденсатор не разряжается и Ер на нем создается постоянное папря0) жение, равное амплитуде э. д, с. Пика обратного напра>кения на вентиль получается при этом максимальной и равной 70 Еоб р в = ', (7о ~аа + Ев ~ = 2Еь, (6 36) Рис.
6.>3 Из рассмотренного можно сде- лать вывод, что внешняя характеристика выпрямителя, работающего на нагрузку, начинающуюся с емкости, есть ниспадающая кривая (рис. 6.!3, в), а угол отсечки зависит от тока нагрузки. Величина емкости конденсатора сказывается не только на пульсациях выпрямленного напряжения, но и на форме импульса тока вентиля. При очень большой емкости конденсатора выходное напряжение почти постоянно и импульс тока симметричен, так как углы отсечки О, и О, равны. Прн уменьшении емкости импульс немного искажается по форме и сдвигается в сторону опережения.
Угол отсечки О, становится больше угла О, В итоге необходимо отметить следующее; 1. Прн нагрузке, начинающейся с емкости, выпрямитель работает с отсечкой тока. Импульсы тока вентилей имеют длительность, мень. шую 77т. 2. Выпрямленное напряжение и ток нагрузки имеют пилообраз ную форму. 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
