Poluprovodnikovye_vypryamiteli_1978
.pdfРис.'2-7., ОдноФаЗIiая'.~'
](вухпqлупериодн а иО :.'
;схема с ~нулевымвен-Ос'
rилем: .токи 'И напря
'жения на:элементах .
схемы.
'ВентильВ2 раб~аетв интервале :ttз:-iJ'4. ВмомеитiJ'4 вновь. '.'
IIключаетс~ ;нулевой вентиль, и 'подхватывает ток'<нагрузки" поддер':'
,ЖИ,ваяего вплоть ,!I.омоментавключения-.вентиля Вl~'.Далее 'процес"-
. 'сы·:в схеме повторяются>Таки~обраЗ0м,lIулевой;вентиль вступает :в.работу дваж,!i,Ы за l'!,ериодпи:гающегонапряжеНИЯ,на ;отрезок BP~;'
,мени, соответствующии углу управления а.' . |
'.. ,.' |
На рис. 2-7,в-е 'показаны ТОКИ' через основные |
вентили схемы. |
"нулевой вентиль и ток,первичной обмотки трансформатора. К!1К вид !!о .из рис. 2-7,е, первая гармоникапервичного тока 11 (пока8анная
на рис. 2-7,е пунктиром) всегда смещена 110 отношению к СИНУСОlще':
. напряжения~на угол а/2' (f!> случае работы схемы' без' нулевоговен-'
тиля ,первая гармоника первичного тока смещена .по отношению
'_к пиrаlOщемунаприжению на угола)., Из этого следует, .что выпРи:-
. митель· с нулевым веНтиле,м.может.иметь, cos "Р!,' более'высокий: чем' ..
.выпрямительбеэ нуJiевоговенТиля. " <, . ",', .'.'~'<'
., Как видно из. ~равнения РИС. 2-,6,6 и рис.:2~7.б: среднее выпрям-:: '
.. ленное напряжелие'схемы',И.i •зависит, от .угла управ.qения а
'как и ВСЛУLJаерабоТ,ысхемыначи,сто активную нагрузку, |
' |
|||||
, iO, |
' |
'" |
" |
. |
" |
|
.Схе~аоднбфаЗНОГО:I\1qстового; |
" |
' |
, на рис,2~8,а.Вначале рассмотрим вариантР~Жl,iма,
'боты схемы начисто активную нагрузку приа=О (угол а"
здесьотсчитывается от'нуля синусоиды напряжения ~BTO'"
.риЧ:ноЙо6моткИТранСф·орматора). Ра,бота вьiпрямителя
С а-О эквивалентна случаю использования в схеме'не":
упраiвляемыIx веНТИ.1fеЙ., .. ' ...•... '.' :...'....: ' ':."".
.. Предположим,что в,перво~ полупериоде начало вто":
ричной, обмотки питающего. трансформатора-(Iiомечено
точкой) ПОЛОJкительно по отношению 'К концу:обмотки , '
. '(интервал, O....,..f}-lна' рис.> 2-8,6):' ВЭт.QМ." случае при по-
даче на"УЭ вентилей В1 и В3управляюiiщхимпульс6в
. они включаются и контур протекания тока,: отмеченны~
,на рис. 2~8,a пунктирн6й линlIей, пройдет через' вторич":, '
,н:ую обмотку трансформатора; вентили.ВII!В3 исопро
,тивление нагрузкиRd. В результате в интервале O-:-::-1tt " ,к'нагрузке будет ,приложено на:пряжение вторичной об-'
мотки Ц2. Вецтили В2 иВ4',В этоминтервале нюшдятсн |
||
',.' |
. ' |
",<jj |
в.. ааКРЫТОМСОСТО5,IнИи"так ,как.кним'прикла~ывет~яя
напряжение 'ВТОРиtiнойобмоткlИ.трансформатор:а;'яв:Ляю~
щееся для. них отрицательным; При смене,'ПШIЯРНОСТИ
ннапряжен~я на.. Вторичной .Об~отке |
трансформа'Гора |
.включается. вторая· п~аравеНТИJI~и(В2' |
В4),а вентили |
ВIи,В3 ВЫКJII9чаются ,(интервал 'l'}1-112 на рис;'2~8,б); Таким образом, вентили схемы работают попарно, про-,.
.пУ,е~аЯ,через сопротивление нагрузки обе ПОЛУВОJIНЫ.
'Рис. 2-8. ОдНОфазная мостовая
,схема. Таки и напряжения на
, элементах схемы при работе на .
активную и актнвно-индуктив-
.Ную на~РУЗКУДJIЯ а==О.
l7epeMeHHoro тока. Кривая 'в'ыпрямленного напряжения
Цdизображена на рис.2-8,б. Выпрямленное напряжение
.представляетсоБОЙОДНОQолярные полуволны питаюЩе:, ..
го переменного напряжения:Кратность пульсацийвкри:
вой выпрямленного н~пряження по цтношениюк частоте
.. |
сети равна двум. |
. . |
|
|
||
|
. |
Форма выпрямленного тока'id |
.(рис. 2-8,6)" полностью·· |
|||
|
повторяет |
кривую" |
выпрямленного . напряжения. |
На |
||
|
рис.2-8,в и г показаныкривые токов через,вентиль 'Н |
|||||
|
IВТОРИЧНОЙ обмотки'трансформатора(iв Йi ). " |
, |
||||
|
.' и |
.в определенном |
масштабе кривая_тока2 i2 является - |
|||
|
кривой.тока. первичной обмотки трансформ'атора |
(i1) •. |
||||
, |
'На рис. 2-8,длзображена кривая |
'наПRяженияна |
вен- |
|||
,тиле ив, |
. ' . |
. ' |
|
|||
.62
,{2-66} .,'
Средний и дейрвующий 'токччереЗ,веитильсоответ-
<ственно равны: |
.. , |
Для" действующих .. токов вт()ричной~И .первичной об-
моток 'трансформатора м<?жет бьiть Ю.lидено:
, .:.. |
.., '1t," .C~ |
'1':\'t. . . |
1" = -- =ld ; |
11 = Ь, . ,r-1d' |
|
'..~.'2 У2·· |
"'1'2r 2, . |
|
Полные мощности обмоток трансформатора B'MOCTO~
~вом выпрямителе· равны между :собой и равны типовоа . , мощности 'l'раНСформатора.Выражаяихчерез:- . "
р'dИ' -i1t ~'JUdid d&
"о '
ST=S'-S2=U2фI2Н Р'dН·'.. ....
," Коэффициент irОВЬПIIен~яра~четноймощНостиt-рuанс
фОР1пiтора и коэфФнциенты ,использ.ования вентилеи rю·
напряжению и току соответствешюравны:.
"k |
1 k |
:' '/2'k |
-/4'k |
|
-'1/2 |
' |
:~ |
(2..-....7.·.0').... |
||
. n |
; |
и =7t ." |
1 |
", ',}ср |
- |
.. |
|
|
||
Рассм.отРим работу выпрямителя на |
|
активно~индук- |
||||||||
тивную нагрузку. приа=О. |
|
. |
..... |
. |
||||||
Полагаем. ТОК нагрузки идеально сглаженным |
(L d -:- |
|||||||||
=(0). В этом случае изменяются только токи в элем~н
тах схемы иформаИХ1К,Р-ИВО:И. ,На процессеКО~И\lутации.
Групп.веНТИJIеЙ это яв'лениене скажется, ,Ta~ какспрн
смене полярности напряжения "Н?- вторичн-ои .обмотке идеального трансформатора ток может мгновенно ме
нять свое направлеriие. Следовательно, переход ,тока
с вентиля'на вентиль будет происходить, как ив случа~
раб?ть.·i схемы на чисто актцвное, сопротивление, в :мо-
·63:
:<>--
',')',
|
|
Ра'ССМОТРИl'rСдалее |
работу 'схемы |
|
|||
'.' грузку прИu~О. |
, : .. '. |
.' . |
|||||
. |
. ПУСТЬ, например,>в момент времени,i}"i(РИС. 2~9,a)Ha |
||||||
|
вентили Е1 |
и· В3 IIоданы•. управляющие импульсы: ,Вен-' . |
|||||
|
:'тили . включаются,и в |
;интерВЦJIе 1'tl----:iJ2 ток протекает . |
|||||
|
чеJ)езс()ПротивлениенагрузкнRd. В ,момент "2 ток ПРО7 |
||||||
.,' ходит через |
нуль;/ивентили'Вl и Е3'выключаются. |
||||||
,'В интервале ·'1'Т2--;-'1'Тз. все вентили |
находятся·в; закрытом |
||||||
|
'~6стоЯнии.. Далее, в момент ,1'tз подаются· управляющие |
||||||
...•.. импульсы на следующую пару вентилей ( Е2 иЕ4).: BeH~:,•. |
|||||||
'.• ;тнли 82 'и В4.работают аналогичновеИТИЛ5JмiВ1и:Е3, |
|||||||
. |
.но |
только С. 180-граДУCiНымсмещенIfем1пОфазе (интер~. |
|||||
. |
вал |
'I'}зс-'1'Т4)., |
. |
." |
..... '.' |
.. .'. • . ', .' .•.•. |
|
. . I<ривые выпрямленного напря~е,НИЯ' и. выriрям:ленно-.
то тока (Ud и id ) однофазной мостовой схемы для а.....:воо приведены'на рнС. ·2-9,а. ОнианаЛОГИ~lIЫ еоотВетствую~.
'щим кривым для однофазной схемы. со средней точкой.'. >
Е;стественно;: . бущут |
коли'чественныI'".. |
соотношения. ВчастIiости; регулировочная характери
стика вьiпрямителя буде~" .определятьСя· формулой
(2-45). |
" . |
' . . |
. На рис.2-9,б приведенакривая |
напряжения на вен |
|
'тиле uвдля схемы с четырьмя управляемыми вентнля
ми. В данном .случае для определения напряжения H~
.' вентиле необходимо несколько отступить от принятои системы идеализации элементов схемы. Следует при-
нять,- что вентили облада- |
' |
ют в закрытом состоянии'
в прямом И обратном на
правлениях большим, "но
ВПО.ТIНе конечным сопро-' а)
тивлением RB' Полагаем,
что все вентили обладают
равными" сопротивления-'
миR~ (причем RB~>Rd).
Ра(юмотревсхему на рис. о)
2-<8,а, можно заключить,
что в 'Интервале 0-1'}1, ко-
гда все 'венти,'1И . находят-
ся в зак:рытом 'состоянии, 6)
,напряжение на 'вентиле
81 равно 'полов'Иненапря"
жения вторичной 'обмо'I1КИ трансфор':vrатораи ПО от- .
ношению. к аноду венти
ля Е1 положительно (кон-
. тур, обведенный штрих
пунктирной rЛиниеЙ);,'. в
интервале 'iJj-iJ2 напря- , жение'на .вентиле Е1, paB~
но НУЛЮ, так как вентиль
включен и ПРОВОДИ1) ток. о)
.Далее, •на отрезке време-
ии'1'Т2-'1'Тз все вентили ю:iс
ходятся в закрытом со··
стоянии и образуют мое- |
С) |
|
|
|
|
||
товую' схему.' из |
четырех |
|
|
|
|
|
|
равных сопротивлений RB' |
|
|
|
|
|
||
Поскольку полярность на |
|
|
|
|
|
||
.пряжения и2 сменил ась, |
Рис. 2-9. ТОКИ, и |
напряжения |
на |
||||
то в этом случае к венти |
. 9лементах однофазной мо'стовей |
||||||
лю |
Е1 приложена поло |
схемы при работе 'на активную, И |
|||||
активно,индуктивную нагрузkу при . |
|||||||
вина |
напряжения |
вторич~ |
а=600• |
. |
. |
• |
' |
64 |
5-339 |
65 |
|
"'. ' ОдJщфаэная ,мостовая.'. схема 'с ··'Нetiодnы,м . чuc"!о.м :IinравлЯ-ёМЬtх
вентилей при работе нааКТU81ю-иnдУКТU8Iiую нагрузку. В мостовых
.сХемах имеется возмоЖность. применять~'уnpаВJlяемые венiИJlИ;В'ПО~.'
ловинномчнс.л.е. оfполного ,'!исла;.исполЬзуемЫх ,вентилей (полу::'
управляемые или несимметри'!ные:схемы).' Это даетjзыгоды: сточки:" ,зрения, стоимости комплекта.вентилеЙ ··иупрощенИя: системы' упраIi~'-:':
леНиявЫпрямителя.· На рис: 2-1 О,а и б представлены ДB~ возможных
.,варнан'i'асоединения управляемых., вентилей••'. В 'связи с тем, "что
.' В'однофазной мостовой схеме вентили' llРОВОДЯТТОК' пошiРНО/О'lе-;'
. видно, что в обоих полупериодах будет,работать пара вентилей,'Обя-; .' зательносодержащая один управляемый' вентиль. Соглiн:но·.обозна".. '.
чениям рис. 2-lO,а В схеме работают попеременио пары вентилей Вl,
В8 и В2, В4. Пусть.в интервале -(}1-:--(}2 (рис. 2-10,8) В схеме, пока- ;'
3аНI;{ОЙ на рис. 2-10,а, проводят вентили В1' и В8. n lIюмеНТ'-(}2 на
пряжение 'На'вторичной обмотке трансформатора М,еняет знак.
'.if3 результате,ЭТОГО происходит.коМмутация :I:OKa'B аноднойгруп- .....
пе "неуправляемых вентилей и ток' td переходит с.вентиля В3.на· В4:
В катодной' группе коммутация '~данныймомен~, не может,'ПРО~ЗОЙ~
ти, так как~правляемыйвентиль В2 ,ВЫКЛlочен..В группе-супраВЛяе7.
, мых .вентилеи, коммутация осуществляется в момент подачнуправ;" '.
'JIяющего импульса,.!!а очередной вентиль В2. ,'. ; '" .. : .. " ;".;:.::.
" : ,Таким образом" ОЕ:~зывается, ЧТ()' от.. МОмеiIт.апрохожДеНи~ ~через'
нуль. синусоидального напряжения до,момента,включения очередно~
'го управляемого вентиля, Т.е. В'интервалахО~.и :зt-(зt+а), ток ..'
. ,11агрузки id 'проводят два ПОСЛ,едовательно ~оединен'liых вентиля [Вl;. .
и': В4•. в '. интервале зt-~-фt+а)]., 'Выпрямленное юiпряжение. втечени~ ;.. '
этих интервалов равно нулю (выход'выпрямителя закорочен);:и ток
. .6.7 '.
в.яагрузкеlIодДер1kивается За. c~eT эtiергии, .зkriасеНнОЙ в и'ндУкtitв~
ности Ld. • ..... |
. |
". ." |
. |
. На рис: 2-IО,г-з шJстроены .токи в~нтилей 'и токиобмотОкшi.
таю~его трансформатора. ТОКИУ!lравляемыхи. неуправляемых: вен. ,
тилеи по форме не отличаются от СJIучаяработы выпрямителя с пол
ным .чис~ом .управляемых вентилей, но. сдвинуты по фазе друг ОТНО
си~елЬНО друга на угол а. 'Вследствие этог~ в' кривойпервич'ного
|
. |
|
1~~~1a~2K/' |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
,~ |
|
|
,{} . |
|
||||||||||||
|
~, |
|
~ |
|
|
{}.2 1 j |
i\~ |
n~ |
i |
~ |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
'\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
V |
. |
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
~. |
|
L81 |
|
|
ld |
|
|
|
|
|
|
|
|
'< {J. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
~ |
|
~63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r-n |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
~ |
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
{j |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
, |
[,8'1. |
. |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|||||||
|
.~.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
r,L2t:..,. |
|
|
|
|
|
~l |
|
|
|
|
|
|
/{J |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1~i<1 |
|
(х |
|
|
|
|
|
|
-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
3'J |
|
[О/ |
|
|
IJd |
7{-О! |
|
|
.... , |
{}. |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
~ |
, |
L83 |
|
|
|
"'- |
|
|
|
|
|
|
|
|
r-{}. |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
'lOlf |
|
|
5[+а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
JI~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{} |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
.f.д |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{J. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о) |
н"L2~ |
|
|
|
|
|
t"~I |
|
|
|
|
|
|
/8 |
|
|||||||||||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~1!.r:1 (х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
. |
|
|
. . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
---. |
|
|
|
,,",' , |
|
|
|||
Рис.. 2-10. ОДНОфазная мостовая· схема снеполным Ч!ICJ!ОМ управляе-
мых вентилей. Токи и напряжения 'на элементах схемы. '
тока и~еются. интерва~'1Ы ir = О, как 'в двухполупериодной .схеме со
.среднеи точкои с нулевым вентнлем (см. рис. 2·7,а). Кр,ивая выпрям ленного напряжения, Ud' имеет такой же вид, как в случае работы схемы' на' чисто активную нагрузку. Процессьi в схеме' рис. 2-10,6
протекают нес!'олько иначе. Начнем, рассмотрениеС интерва.(IаtJor-tJo2
(рис. 2-,)0,8), В котором работают вентили 81 н 83 и напряжение
Ud=U2' lВ момент tJo2, когда напряжение на вторичной обмотке .транс форматора сменит знак, произойдет коммутация тока с вентиля 81
82.
/
68
\, . '" ,,',
i1(~ммyrац~яв ,ан()дноЙгруппе задерЖиваеТСЯ,так как уi1рай
ляемый вентиль 84, .. который должен принять нагрузку, 'находится, в закрытом.СОСТОЯНИИ. Поэтому до момента отпирания этого ве:нтиля ток нагрузкиid замкнется ,через ,два неуправляеМbIlХ, вентиля (Б2,:
,БЗ), и 'нагрузка окажется как бы: отключенной от ,источника ,. питания
(Ud становится равным нулю). Вентиль 84ВКJIЮЧИТСЯ в момент tJoз=
=1I:+a, произойдет коммутация тока с вентиля БЗ наБ4, и снова на 'Нагрузке появится напряжение иа=и2. ' . ', . . ,;
,Вентиль· Б4 будет проводить TOK~ДO момента появления положи
тельного напряжения на. неуправляемом, вентнле БЗ, находящемся
с ним 11 ,ОДНОЙ группе (tJo4 =21t). Послекоммутацшiтока с 8411а БЗ
(при работе вентиля Б2), в выпрямленном напряжении появится пауза длительностью l!.tJo=a. Таким образом, кривая выпрямленного напряжения в схеме .рис. 2-10,6 будет иметь такой жеВНД,как
в случае работы· управляемого выпрямителя иа. активную, нагрузку.
Длительности прохождения токов через управляемые и неуправ
,'!яемые. вентили в этой. схеме будут разными. _Неуправляемые венти-
, ли проводятток от моментов появления на них положительiюго на
пряжения (-&=0, 11:) до· включения управляемых вентилей,' rна~одя щихся в одной с ними грунпе (1I:+a; 21t+a), 'т. е. в .течениеЛ=
-1t+a. Длительность прохождения. тока через управляемые вентили,
меиьше и равна' Л-.1t-а. На рис. 2-1O,и-н П<жазаны токи через -вентили и обмотки трансформатора.
, Средний и действующий токи через управляемые вентили в этой
I схеме будут соответственно равны: ,,' .
, .' l~"":"'fl.·/d 'V"-'--'fl.- |
(2-79)'" |
||||
/8.Ср=Т - ; - ; /8 |
=, ,г- |
.' 1":- |
|||
" |
',',,2, |
|
," |
|
|
х(ля неуправляемых вентилей' |
|
|
|
||
. ,', |
/d "+fl. |
. ld I/-·--fl.- |
|
||
[в.c!J=T~; /8 |
,Vf v 1 |
+-;-. |
(2-80) |
||
Действующ~е значение тока вторичной обмотки трансформатора
.[ =Id wI.1 - |
.и. |
• |
(2-81) |
2,'" |
'1': |
.• |
|
Действующее значение первнчного тока трансформатора
По своим энергетическим ха'рактеристикам схемы, приведенные на рис. 2-10,а.и б, равноценны. Кривые выходного напряжения и потребляемого тока Обеихрассмотреяных схем такие же, как в одно- '
фазной двухполупериодной схеме с нулевым вентилем. Регулировоч-
. :ная характеристика схем .рис; 2-10, а, б определяется формулой
(2·45). |
, |
Как видно |
изрис_ 2-10,н, первая гармоника перв.ичного TOka |
/ сдвинута по отношению к синусоиде питающего напряжения на угол
.а/2,т. e.cos <р! =cos а/2. iВ результатесоs <р! в да'IIНОЙ схеме выше,
чем у схемы с РОЛНЫМ'чнслом управляемых вентилей.
69
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, • у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ден путем |
исключения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
с, |
из тока' вторичной об~ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
мотки |
постоянной со- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
- |
.. |
,ставляющей, |
равной " |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
{J |
1r:i/3.8TO |
условиевы~ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
.. |
текает |
из |
|
принципа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
" |
fJ. |
, действия |
трансформа- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
-"тора: |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
iAB=(ia - 1d/3); |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
iBC~ (ib~ ld/3); |
|||
.~1 - >' |
(-> L ! |
iCA.=(iC':" Id !3). (2-85) |
|||||||||||
|
Линейныетоки пер- |
||||||||||||
ttА--•....q,.-.'~г.+-f_.-.-'-....'·---,Ь....--·J+-r_-, _! |
:=~~~~, о~~~ткиоб~~:~~ |
||||||||||||
l |
. '<", |
, |
|
. < |
> |
|
|
для трехфазной" систе~ , |
|||||
t |
IJ |
|
|
I/J'r":;';<-;";;;;;:"'" |
|
|
{}. |
M~Y, путем |
ВЫЧИС.71ения |
||||
tt---·".....[-'---+J--....L..--T,.......-M' |
разно~тей .', соответст- |
||||||||||||
L, |
с_> |
|
.:'." |
' .. |
~ |
|
вующих фазных токов. |
||||||
'~D |
- |
|
г==, |
-D- |
На рис. 2-12 пунктиром |
||||||||
н-__.l-_--.~--+--L--.... |
показаны; кривые фаз- |
||||||||||||
|
. |
|
|
~ |
|
|
|
ных, TQKOB |
первичной |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обмотки трансформато- |
||||
Рис. 2-12. Трехфазная;схема со среД7 |
ра iAB ; |
i BC ; |
i CA И' ли |
||||||||||
ней точкой..I\ривые токовприсоеди- |
нейные токи первичн6й . |
||||||||||||
нении' обмоток |
трансформатораt1jУ. |
обмотки и; |
iB ; ic.. |
||||||||||
|
|
|
|
|
/" |
|
|
|
|
Для |
|
определения |
|
потокораспределения |
в |
магнитной |
системе трансформа- |
||||||||||
, тора запишем уравнение для м. Д. |
с. по стержням транс |
||||||||||||
форматора. Результирующая м.. д. 'с. стержня РО опре:.
деляется как разность м. д; с. первичноии ВТ,оричнои
обмоток, расположенных на данном стержне:
PoA=w(ia----:-iАВ)=+wld ; '\' |
|
||
РОВ' |
w иь- i BC) = |
+-wld; |
, (2-86) |
|
|
|
|
POC=w(ic-,iСА) |
. +wld. J |
|
|
Из .выражениЙ |
(2-86) видно, что на стержнях транс |
||
форматора возникают однонаправленные нескомпенси
рованньуе Iiостоянные м. д. 'с., которые вызывают так
называемый поток вынужденного Щ1МllГНИЧliЩШЩl,
7~
,Подобное. явление. .осложНяет" работу реальНorд
трансформатора, так как наличие потока, вынужденного "
наМ'агничивания может привести к насыщению магнито~
п.е.овода. и значительному' увеличению намаГНИIщвающе~
го тока. Для устранения подобного явления приходится
увеличивать сечен~е магнитопровода трансформатора.
Рис. 2-13. Трехфазная cxe~a <:0'средней точкой. Кривые токов при,
соединении обмоток трансформатора У/У.
,При соединении первичной обмотки тр~нсформатора
взвезду на первичные токи накладывается следующее
условие: .
iA+iB+ic=O. |
(2~87), |
Для нахождения первичных |
токов воспользуемся |
вторым законом Кирхгофа для магнитных' цепей. В ин
тервале, когда ток проводи~ вентильВl (принимая схе
му магнитных контуров, представленную на рис. 2-13,а),
получим следующие уравнения, р6лагая WI=W2. ДЛЯ контура 1
(2-88) ,
'73
. , Различие в•рассмотренных.двухСлУlIая~:з~клJb~ает~
сЯ., в том, ,что 'при::С.ОединениипервиЧноЙ ,обмотки Tpe~
угольником неСК~М!1енсир()ванная с'м: :д.•, с;. ,. ПР.?ПОРЦ1iО'
налъна:/dj3 ине заВ~'СI!тоr:рода'нагрузки,а в случа~,;;:
,', соединеиlIя, первичнои"обмотки>звездой нескомпенсиро~,
!Ванная' M.)I..: 'с.пульсиРует~:~ройнойiча,стотой, IП'овторяя '
,лульсаЩЩj3ыпрямлеННОГQ'тока;,' |
"" |
" |
".,', |
,,::'.", |
||
';;7~;' |
" . <" |
С." ',,', , • " , ' |
|
',', |
. , , |
"'''е';' " |
, , |
" |
',/', |
- " " • • у . , - " |
• ' • , ' ' __ :, . - ", |
"" •• 1/ |
'из, разностейфазных:шшряжений вторичных ПОJ!УОб,МО
ток (и'а; и'ь; и'с); и" как видно из векторной диаграммы
рис. 2-14,б,действующие фаЗl!ые Н~lIiJ:>яжения равны:,
" (2-95)
где"'U'2Ф -действующее напряжение оДной Гюлуобмотки.
При ,работе схемы с идеально сглаженным током (,Lг:-оо;. а, О) изменится только форма токов, проте
кающих в элеМентах схемы.к.ривыеВыпрямленного;' и ,
обратного напряжений на вентил:еостанутся такими же,
какпри работе на чисто активную нагрузку. СлеДQва-
. тельно,выведенные ранее соотношения для' UdИUоб.м
остаются справедливыми. , |
. |
, ' |
Токи через вентили и вторичные обмотки трансфор, ib и.iс (показанные на рис: 2-12 сплошной ли~
нией) будут представлять собой ,импулъсьi,тока., дли:
тельностью 1200 с амплитудой; равной среднему выпрям
ленному току 1d. Определ.ение формы токов, протекаю
щих по обмоткам трансформа'тора"может быть ТJ\pOBeдe- ,
но точно таким же методом, как и для случая работы'
схемы на активную, нагрузку. Сп.~ошными ЛИНИЯМИ,на
рис. 2-12, 2-13,8 112-14,8' представлены KPfIB~Ie токов
в обмотках трансформатора для различных труппсоеди-
'нения-'(,~/у; У/У; У/Z}:, ',' |
", |
. , ',', < " , , |
Соотношения для токов |
в 'элементах |
схемы приво~. |
дятся ниже для' режю,{'а работы выпрямителя" со, сгла~
женным током. В подавляющем' большинстве слу:чаев
подобный режим является наиболее типичным. " '
Средний и действующий токи вентиля, действующий
вторичный (12)' и пеРIЗичirый фазный (11) тqки одинако
вы для обоих случаев соединения обмоток траисформа
, тора У/У И,дfУ:
|
1 ' |
(2-96) |
|
|
I B • cP =T1d; |
|
|
|
Iв=1== IdIVЗ; |
(2-97) |
- |
|
|
|
|
|
|
(2-98) |
в |
Типовая мощиость трансформатора может быть рас-'\ |
I |
||
|
|||
считана слеДУЮЩliМ образом. ' |
, |
|
|
. |
, , |
|
|
76,
''''\, лные'~о~ностн,цервичной нвторичной обмоток
в слу'чаесоеДl1н"ения ,тран~форматора в группы У/У и
МУ соответствен\.-равны:_ ,,2~ |
|
,.: |
|
||||
, ," " |
,~1\~и1чIlНзJ!зPdH~ |
,,(2-99) |
|||||
|
S2 |
'. |
2n |
РdИ• |
(2-100) |
||
|
3U'{фI2н= ЭV2 |
||||||
|
|
|
'", |
" |
|
" |
|
|
типовая MOLЦHOCTЬ трансформатора |
|
|||||
|
|
|
|
\. |
|
' |
|
|
, |
n |
[VЗ+V2"}РdН= 1;345Pdll, : (2-101) |
||||
|
3 |
У6 |
" |
' . ' |
, |
|
" |
в |
случае соединення вторичной |
9бмотки |
траНСФQР~ |
||||
, маторав зигзаг 'мощность первичнойобмотки, остается такой же, как и в случаях У ,У и I~/Y, а полна~ мощ-",
, ность' вторичной'обмотки может быть опр~делена сле-
дующнм ,образом: |
. ' . " |
, 1. , |
" |
'" |
' '" |
'",' 411:" |
" |
',' |
, |
S2 |
вU;2фI2If '3 V6PdH' |
(2-102) |
|
|
Отсюда типовая мощность при соединениитрансфор~,
. матора звезда:- зигзаг или треугольник -зигзаг равна: .
ST= |
12/ |
2=зv~ |
[1+ |
2]PdH 1,46Pdll., , |
(2 |
-1 |
03) |
|||
S |
+ s |
|
11: |
' |
У'- |
' |
|
|
||
", в результате" |
коэффициент |
повышения |
расчетной |
|||||||
мощности трансформатора для случая соединения обмо
т.ок У/Уи I1/У равен kп=1,345, а |
в случае соедин~ния |
||
обмоток У/Z иAjZ kп-l,46. |
. |
.," |
, |
Необходимо отметить, ,что в случае работы реального
трансформатора следует . ожидать прн нспользовании
соединеннйУ/У и ,д/У дополнительного повыше~иярас
четной мощности из-за наличия потока вынужденного
намагничивания. ,
Коэффициенты использования вентилей по начряже~
нию и току для всех схем будут C~OTBeTCTBeиHO равны:
'ku =2'1&/3; kI=J/VЗ;k1ср= 1/3'" |
(2-104) |
Работа выпрямителя с углом управления а#О при
водит !> задержке вступления в работу очередного вен:
тиля и затягиванию работы предыдущего. На phc.2-15,а
, и' б показаны кривые'выпрямленного |
напряжения Ud |
|||
.. для режима" работы |
схемы |
на активную нагрузку прн |
||
двухраЗJIИЧНЫХ, углах упраВJIения. |
" |
, |
||
А: . |
< / ~ |
• |
|
|
