promel (967628), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Однако для луч'его уяснения принципа выпрямления трехфазного тока и режимов Р~боты выпрямителей вначале рассмотрим трехфазную схему с нулевым выводом Схема трехфазного выпрямителя е нулевым ввгводом схему трехфазного неуправляемого выпрямителя с нулевы (рис. 6.12, а) входит трансформатор со вторичными обмот„. А 0 соединенными звездой. Первич обмотки соединяются звездои треугольником.
Выводы вторич обмоток связаны с анодами трех тилей. Нагрузка подключается к: щей точке соединения катодов ве лей и нулевому выводу вторич ' обмоток. Принцип действия сх рассмотрим с помощью времен диаграмм, приведенных на рис. б — 0)0, при чисто активной нагру" а) Индуктивность рассеяния о': ; ии иа иг иг иа ток трансформатора и индуктивн'. питающей сети принимаем рави Й ) г г ~, Сг) ! нулю. Иными словами, переход с одного вентиля на другой счи В ~ггг '~ег егг '"гг ~ Е' мгновенным. На рис.
6.12, б показана трех ная система вторичных напряж трансформатора относительно н вой точки (фазные напряжения. ив, и,). В силу того что нагр . гг ~ и подключена к нулевому выводу е ричных обмоток и общей точке „ динения катодов вентилей, послед В водам 0) 0 ~! и,й "вгмпвг ~ гаг гга способны проводить ток только положительной полярности вто ных напряжений. Однако в от том состоянии может находи только тот из вентилей, для кото фазное напряжение вьпие, чем у других. Каждый из непроводя вентилей будет заперт обратным пряжением, равным разности пряжений его фазы и фазы пров 1цего вентиля.
На интервале Ь,, условие открытого состояния вы няется для вентиля г, на интер, Ь, — Ь, — для вентиля 2, на ин вале Ь вЂ” Ь, — для вентиля Я,; интервале Ь вЂ” Ь, — вновь для тиля ), и т. д. Таким образом, интервал пр. димости каждого вентиля саста ет у = 2н/3.
Открытый вентиль г) 0 гггугг 0) 0 гаг,ггг е) 0 иг, 0 Рис. б.!2. Схема трехфазного не управляемога выпрямителя с пу левым выводам (о) и его времев ные диаграммы при чисто актив пои нагрузке (б — ае) 332 чает напряжение соответствующей фазы к нагрузке. В реал „тате на ней действует однополярное пульсирующее напрязУекне ию представляющее собой участки фазных напряжений пь, и, (рис. 6 12, б, в). При чисто активной нагрузке к а", риваЯ ее тока 1а — — ЩР„имеет тУ же фоРмУ, что и напРЯ- вен нне и„(рис.6.12, в). Указанной очередности отпирания вентилей тветствуют кривые анодных токов, показанные на рис.
6.12, г — е. Среднее значение выпрямленного напряжения находят по площади ,птрихованного участка на рис. 6.12, гп з ф'в У = — ( )'2 У сов ЫЬ = — У, = 1,17У„(6.22) 2ч — м „де У вЂ” действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Коэффициент, связывающий напряжения У н Уа в формуле (6,22), больше, чем в однофазных схемах, где У„= 0,9Ух. В связи с этим для получения одинакового напряжения У„трансформатор следует рассчитывать на напряжение У, = 0,85Уа, т. е.
меньшее, чем в однофазных схемах (У, = 1,11У„). Лучшие показатели имеет схема и в отношении коэффициента пульсации выпрямленного напряжения. Коэффициент пульсации по первой гармонике находят подстановкой в выражение (5.5) гп = 3, откуда следует, что амплитуда первой гармоники пульсации составляет 25% от У„вместо 67% для однофазных схем. Первая гармоника пульсации имеет частоту, трехкратную частоте сети, и равна 150 Гц против 100 Гц для однофазных двухполупериодных выпрямителей. Средний ток вентилей 7, связан со средним значением тока нагрузки /„= Уа7К„соотношением 7, = !„73. (6.23) На рис. 6.12, ж построена кривая обратного напряжения на вентиле й Обратное напряжение найдено как разность между потенцнааамн анода и катода, Изменение потенциала анода вентиля 1 определяется фазным напряжением и„а катода — фазным напряжением "ь прн проводящем вентиле 2 или фазным напряжением и, при открытом вентиле 8.
Ординаты, заключенные между кривймн и, н "ь(п,), характеризуют мгновенные значения обратного напряжения (р". 6. 12, б) и кривую и „(Ь) (рнс. 6. 12, ж). Напряжение и „по су- ~®ству, состоит из участков кривых линейных напряжений иь„и,„, ~~Язв с чем необходимое для выбора вентиля максимальное обратное кап апр"жение равно амплитуде линейного вторичного напряжения: У...„=Р'2 )'З и,=) 6 У,= — '" и,=2,09У„. (6.24) 3 То "н втоРичных обмоток тРансфоРматоРа (а„, 1гь, (м опРеделнют"ых т "соответствующими токами вентилей (рис.
6.12, г — е). Кривые анод" ~~~он содержат постоянную составляющую, равную l„!3, кото- рая протекает и через вторичные обмотки трансформатора, соз в каждом из трех стержней магнитопривода о д н о н а п р а в ' ный поток вынужденного подмагничива' т ра н с ф о р м а то р а. Этот поток замыкается от верхнего трансформатора к нижнему через воздух„а в случае неудачи струкции — через детали крепления магнитопровода и через ста . бак (в масляных трансформаторах). Явление вынужденного подмагничивания магнитопровода форматора в трехфазной схеме с нулевым выводом крайне нежен но, поскольку оно может привести к насыщению магнитопревод' избежание насыщения приходится увеличивать сечение магии вода.
Однако это приводит к завышению массо-габаритных пок лей трансформатора и всей выпрямительной установки. Поток вынужденного подмагничивания может быть исключе ' дением лополнительных обмоток (т. е. усложнением трансформ на вторичной стороне и соединением вторичных обмоток зигз Однако лучшие результаты дает применение трехфазной мостово мы, не имеющей потока вынужденного подмагничиваиия и обл' щей рялом лругих преимуществ по соавнению с трехфазной схе нулевым выводом. Схема трехфазного моетового выпрямителя Схема трехфазного мостового выпрямителя (рис.
6. 13, а) соде выпрямительный мост из шести вентилей. В нижяей группе ве соединены катодами (католаая группа), а в верхней — анодами '( ная группа). Нагрузка подключается между точками соединенй тодов и анодов вентилей. Схема допускает соединение как перви. так и вторичных обмоток трансформатора звездой или треуго ком. Оиа может быть применена и без трансформатора. Анализ схемы проводится при активно-индуктивной нагр наиболее распространенной на практике.
Индуктивности расс обмоток трансформатора и индуктивности питающей сети принима сначала равными нулю, а индуктивность т.„-+-со. Рассмотрение' водится с использованием временных диаграмм, приведеннырис. 6.!3, б — и. В схеме с нулевым выводом ток нагрузки создается под дейст фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора, а в ь вой схеме — под действием линейного напряжения. Ток нагрузки протекает через два вентиля, один из которых расположен в н ной группе, а Лругой — в анодной. Контур тока нагрузки при о тых вентилях 1 и б показан на схеме рис.
6. !3, а. Из катодной группы в открытом состоянии будет находитьск из вентилей, напряжение анода которого имеет положительну! лярность относительно нулевого вывода (фазное напряжение) и" большую величину по сравнению с другими вентилями. Из ано группы открытое состояние принимает тот из вентилей, напряя. катода которого в данный момент является наибольшим и им: ду и! !вим! Л Ю иг,!г д! ! ге! 'г) и зр ', !е гег д! и гег г! а гае П! и! и Ог О а и! гдова т находиться те два накрест левентиля выпрямительного ю между которыми действует в аоста, одящем направлении наибольшее дрово дняе! яейное напряжение.
Укажем на „дграммах фазных напряжений 6. 13, б) интервалы проводи- мост ги вентилей: на интервале 9,— Ьз про водят вентили б, 1, на интерваЬз — вентили 1, 2, на интер з е вале Ь вЂ” Ь вЂ” вентили 2, 3, на интервале ݄— Ьз — вентили 3, 4, и , д. Таким образом, интервал проводимости каждого вентиля составлят ф = 2п13, а интервал совместной Работы двух вентилей равен п13.
За деряод напряжения питания происходит шесть переключений вентилей. Стех!а работает в шесть тактов, в связи с чем ее часто называют ш е стипульсной. Определим кривую выпрямленного напряжения и . Наиболее просто это можно сделать, показав кривые изменения потенциалов выводов нагрузки ери,, и ер,„+, относительно нулевого вывода вторичных обмоток трансформатора (рис. 6.13, а). Кривая изменения потенциала !Рг,+! формируется из участков фазных напряжений положительной полярности при проводимости вентилей катодкой группы, а кривая ери! ! — из участков фазных напряжений отрицательной полярности при проводимости вентилей анодной группы (Рис 6.13, б). Разность указанных погенцналов определяет напряжение "агрузки и .
КРиваЯ пи, показаннаЯ "а Рис. 6.13, в, состоит из участков лян ' янейных напряжений вторичных обмоток трансформатора. аап Среднее значение выпрямленного значе "Ряжения находят по среднему повто !ению напряжения и за период Учао оряемости п13 (заштрихованньпй сток на рис. 6.13, в): Рвс. 6.!3. Схема трехфазного мостового пеуправляемога вы. првмвтеля (а! а его времеввйе диаграммы прв Ев -~ оо (д — и) +к/6 У„= — 1 )/2 У, сов МЬ= — У, = — У, = 2,34У . ~бф я/3 '.м :;э; Напряжение на нагрузке по сравнению с трехфазной схем йчэ нулевым выводом получается вдвое ббльшим.
Это объясняется что тРехфазнаЯ мостовал схема выпРЯмителЯ пРедставлЯет собой Ф бы две трехфазные схемы с нулевым выводом, выходы которых н чены последовательно. При заданном напряжении Уа здесь требуу~ вдвое меньшее напряжение Уэ: У,= — У,=0,425У„ (6.26) З~ 6 что сокращает число витков вторичных обмоток трансформатора и снижает требования к изоляции. Поскольку период повторяемости кривой иэ равен 2п/6, трехф '„ ная мостовая схема эквивалентна шестифазной в отношении коэфф~ циента пульсации и частоты ее первой гармоники. Коэффициентпу)('.
сации по первой гармонике находят подстановкой в выражение (5,:ч) и = 6, откуда следует, что амплитуда первой гармоники пульсац(й) составляет 5,7%от напряжения Уэ против 25% для трехфазной схе)э(! с нулевым выводом. Частота первой гармоники пульсации шестикф. на частоте питающей сети и равна 300 Гц, вторая гармоника им(еу частоту 600 Гц и т. д. Ток нагрузки из-за наличия в ней индуктивности сглажен.
рис. 6.13, в он представлен прямой линией со значением ! = Уэ/г Поскольку каждый вентиль проводит ток в течение трети пери, среднее значение анодного тока /, = 1 /3. Кривые токов вент ' показаны на рис. 6.13, г — ж. При открытом состоянии даух вентилей выпрямительного м ' другие четыре вентиля закрыты приложенным к ним обратным наи жением. Кривую обратного напряжения строят так же, как и для тр фазной схемы с нулевым выводом. Так, например, потенциал а закрытого вентиля ! следует за фазным напряжением и, (рис. 6,!3' а потенциал катода — за напряжением иь при проводимости вент 3 илн за напряжением и, при проводимости вентиля б (так как па циал катода равен потенциалу шины Ч~ ~+> нагрузки).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
