Электротехника Касаткин (967630), страница 43
Текст из файла (страница 43)
10.36, б) . Включение сглаживающего фильтра увеличивает постоянную состав. ляющую (7е и уменьшает процентное содержание гармонических составляющих в кривой выпрямленного напряжения. Зависимость среднего значения выпрямленного напряжения Ц от сРеДнего значенив вьшРЯмленного тока Ус называетсЯ внешней хайа1сгерисгикой вьтрямителя, 1"а рис. 10.37 приведены внешние характеристики однофазного выпрямителя без сглаживающего фильтра (кривая 1) и со сглаживающим фильтром (кривая 2).
Уменьшение напряжения Ц при уменьшении сопротивления цепи нагрузки и увеличении выпрямленного тока объясняется увеличением падения напряжения на реальном диоде с нелинейной ВАХ, а во втором случае — также более быстрой разрядкой конденсатора. В однофазной мостовой схеме выпрямлении (рис. 10.38) четыре диода образуют четыре плеча выпрямительного моста. Одну половину периода два диода в противолежащих плечах моста проводят ток а другие два диода заперты. Вторую половину периода два других диода проводят ток 12, а первые два диода заперты (рис, 10,39,л), Для мостовой схемы справедливы все полученные выше соотношения для выпря- и, Рис, !О.36 Рис.! 0.37 Рис.
!О.ЗВ 261 а) Рис, 10.39 мигеля с нулевым выводом трансформатора, Ток нагрузки выпрямленным 1„= 1, + 1, (рис.10,39,6),а ток источника 1 = 1, — 1, синусондальный (рнс. 10.39,а). Б. Многофазиме выпрямители. Многофазное вьш1.ямление дает возможность значительно уменьшить пульсации выпрямленного напряжения. На рис.
10,40 показана схема трехфазного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора, В кажпмй данный момент времени ток проводит только тот диод, анод которого соединен с выводом той вторичной обмотки трехфазного трансформатора (а, Ь или с) „напряжение на которой (и,, и, или и,) положительное и наибольшее (рис. 10.41, а) . и„с„ Рас. 10ЛО 767 жэ ! = — 1 А е' се с из и'т с = — 1, с я ь' с , е' и' с жс ток нагрузки 1я = 1 + 1, + 1 имеет постоянную составляющую Уе, а выпрямленное напряжение совпадает с огибающей положительных полуволн напряжений вторичных обмоток ип = г„1я (рис.
10.41, в). Заметим, что токи во вторичных н первичных обмотках трансформатора имеют постоянные составляющие /е/3 и сес/е/(Зиз). В трехфазной мостовой схеме выпрямителя нулевой вьшод вторичной обмотки трехфазного трансформатора не нужен, поэтому его вторичные обмотки могут быль соединены как звездой, так и треугольником илн, если позволяют условия работы, трехфазный трансформатор может вообще отсутствовать. При отсутствии трехфазного трансформатора выпрямитель подключается к трехфазному источнику, например, как показано на рис.
10.42 Половина диодов выпрямителя (ИЭс, ЬРз и )тР,) образует группу, в которой соединены все катодные вьводы, а у второй половины диодов ($'Рт, Юе и ГРв) соединены все анодные выводы. Примем значение потенциала нейтральной точки У трехфазного источника ~ = О, При этом потенциалы его вьшодов соответственно равны р = и = 11 в(псог; се = и = У в1п(ссс — 120'); ь ь т р = и = (/ в1п(ссс — 240'), е с т что показано на рис. 10.43, а. В каждьш данный момент времени работает тот диод первой группы, у которого анодный вывод имеет'наибольший положительный потенциал р м х > 0 относительно потенциала нейтральной точки Ф, а вместе с ним — диод второй группы, у кото.
рого катодный вьаод имеет наибольший по абсолютному значению отрицательный потенциал ! рка ! ме„относительно потенциала этой же точки. Чтобьс проследить порядок переключения диодов, разделим один период Т работы цепи на шесть равных интервалов времени, как показано на рис. 10.43, а. В табл. 10.2 дпя каждого интервала времени приведены величины с наибольшим положительным потенциалом анодов ве „диодов первой группы и с наибольшим по абсолютному 263 Для идеального трансформатора токи вторичных обмоток а' и с представляют собой трн последовательности импульсов с периодом повторения Т = 2в/сэ, длительностью Т/3 и амплитудой Т =(/ /т каже' т м н дая, сдвинутые относительно друг друга на 1/3 периода (рис. 10.41, б), токи первичных обмоток равны таблица Ю.2 Порядок переключения диодов в трехфазиой мостовой схыае выпрямителя Номер интервала диод первой диод второй ~Амат ~ Кат лыл группы группы РРа РРа иРз РРз РРа 105 Ра г Ре гРа иР КРа гь Фа Фа гЬ ьта тге тЬ РЬ рс 'тес топо, упрдвпнймый выпрямитяли Принципы построения управляемых однофазных и многофазных выпрямителей такие же, как и одноименных неуправляемых выпрямителей, но диоды, т.
е. неуправляемые вентили, заменяются. тиристорами, т. е. управляемыми вентилями. Программа включения последних задается соответствующей последовательностью управляющих импульсов напряжения системы управления. Рассмотрим работу однофазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом транс1рормагора (рнс.
10.44). Режим работы выпрямителя в общем случае зависит от значения параметров цепи на- 265 значению отрицательным потенциалом катодрв ~ 5ак, ! „диодов второй группы, а также номера открьпых диодов каждой группы. В течение одного периода происходит шесть переключений, т. е. в 2 раза больше числа фаз лак 3, Работу выпрямителя иллюстрируют совмещенные по времени кривые токов диодов первой группы Ьы Ьз и 1а (рис.10.43,б),токовдиодов второй группы Ьа, (а и 1е (рис, 10.43,в), тока нагрузки гн =га + + гз т (а = (а + 1а + (а и выпрямленного напряжения ин = гиг„ (рнс. 10.43, а) и переменные фазиые токи трехфазного источника 1 = 1а, 1Ь = 1з (а и 1с = 1а — (а (рис.
10.43,д). Заметим,что максимальное значение выпрямленного напряжения равно амплитуде синусоидзльного линейного напряжения трехфазного источника э/3 Ую, а максимальное значение выпрямленного тока 1„, = ч/ 3 У /г„, Мощность многофаэных неуправляемых выпрямителей обычно средняя нли большая (от десятков до сотен киловатт и больше при токах до !00000 А). Мощность однофазных неуправляемых выпрямителей малая или средняя (от единиц до десятков киловатт). Коэффициент полезного действия неуправляемых выпрямителей достигает 98%. грузки, Наиболее распространены два случая.
Схема замещения цепи нагрузки содержит: 1) резистивный элемент с сопротивлением а' 2) последовательное соединение резистивного г„н индуктивного Х,а элементов. Примем для упрощения анализа, что трансформатор с числом витков первичной и, и каждой половины вторичной юз обмоток — идеальный с напряжениями на половинах вторичной обмотки и, и из (рис.
10.45,а). Прн отсутствии индуктинностн цепи нагрузки два плеча выпрямителя работают незавиеимо один от другого (рис, 10.45, в) как однофазные однополупериодные управляемые выпрямители, последовательности управляняцих импульсов напряжения которых, поступающих от системы управления СУ (см. рис. 10.44), сдвинуты относительно друг друга на половину периода (рис.
10.45, б). При угле управления а < 180' ток в первичной жз обмотке трансформатора 1 = — (1~ — (з) в отличие от получающегов~ ся в цепи на рис. 10.35 не слнусоцпяльный (рис. 10.45, д), а ток в цепи нагрузки 1 = 1, ь 1з представляет собой последовательность импульн сов с длительностью Т~2 — Ьг и периодом повторения Т~2 (рис. 10.45, г) . Наличие иидуктивности цепи нагрузки (рис. 10,46) изменяет характер процесса в выпрямителе. После открывания тиристора У5, или УЯз ток в нем и в цепи нагрузки плавно увеличивается и в магнитном поле индуктивного элемента запасается энергия. За счет этой энер.
гии ток в соответствующем тиристоре и в цепи нагрузки не уменьшится до нуля при изменении полярности питающего напряжения. Следова. тельно, интервалы открытого состояния тиристоров РЮ, и УЯз возрастут тем больше, чем больше значение индуктивностн Ьа. При некотором значении индуктивиости ток в цепи нагрузки становится непрерьюлым, а при Хя ~ ~ — постоянным. Переключение тиристоров при принятых допущениях происходит мгновенно. Рассмотрим работу выпрямителя подробнее, положив, что индуктивность й„- ° и к моменту времени г = 0 тиристор УЯ, был закрыт, а тиристор газ открыл.
Первый после момента времени г =0 импульс управления и„„, открывает тиристор УЮ, и напряжение между его анодом и катодом становится равным нулю (и = 0). При значении угла управления а < 180' (рис. 10.47, а) напряжение между анодом и катодом ранее проводившего тиристора„как следует из второго закона Кирхгофа для контура! цели (рис. 10.46), будет иметь отрицательное значение (и, = из — и; < 0), что приводит к его запираиию. Одновременно положительное напряжение и, ) 0 (рис.
10.47, а), действующее в контуре 2 цепи, определяет ток в открьпом тирнсторе УЯ~ и в цепи нагрузки. н2 сов разного знака с амплитудой — 1е (рис. !0.47, д). Его первая И гармоника 2,), показанная штриховой линией, отстает по фазе от К2 синусоидального напряжения сети и = — (и, — ит) па угол управле- -222 ния а. Это означает, по инцуктивная реактивная мощность выпрямителя Д отлична от нулевого значения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
