Нагрузка в виде активного сопротивления

Это простейший случай, когда в ТВБ отсутствует сглаживающий фильтр(ФНЧ). От таких выпр-ей питаются вспомогательные цепи или неответственные потребители.Рассмотрим сх.5.Примем следующие допущения: реактивное сопр обмоток трансф-ра малы, активное сопр фазы трансф-ра , - сопр вентиля. , , . Расс-м рис25. Отриц-м полюсом яв-ся нулевая точка 2-ой обмотки трансф-ра(точка1). Каждая фаза работает 1 раз за период на интервале 2π/mГде m стремиться к m2. На рис 26 начало корд.помещено в точку t₀ , где вторичное напряжение фазы а(U_a) имеет макс значение U_2m. Тогда напряжение и ток каждой фазы вторичной обмотки тр-ра определяется через ф-ию cos. U_а(wt)=U_amcoswt,тогда ток фазы . На рис 26 в момент времени t1 Uв становиться>0, но диод этой фазы не открывается, т.к. Uв в обмотке <, чем потенциал в т. 1. Рис 25, к-й определяется e_а. Такая ситуация продолжается до т. t2, при t>t2 Uв>Uа и открывается вентиль Вb(рис25).На рис 25(б) выпр-е U имеет форму огибающей ЭДС ворич-х обмоток фаз, такую же форму имеет и выпрямительный ток.

Ср.значение U₀ определяется . Интервал повторяемости пульсации от - до . В этом выражение m=m₂ периодность схемы выпр-ия =3. пульсации выходного напряжения имеют период повторения от - до . После преобразования . Аналогично определяется ток. Коэфф пульсаций по k-ой гармоники в общем случае , . Обычно определяют по 1-й гармонике , k=1, если m=1, то , ТО на выходе выпрямителя однозначно определяется схемой выпр-ия, он >1 только для схем 1. для схем 2 и 3 – 0,67, 5 – 0,25, 6 – 0,057,а для 4 определяется емкостью конденсаторов На рис 26в ток через фазу вторичн.обмотки протекает в одном направлении и имеет постоян.составляющую,к-ая дополнительно намагничивает сердечник и увелич-ет потери в трансформаторе,ток первичн.обмотки рис 26г потребляется от сети и не может иметь пост.составл-ую. На рис 26д показано напряжение,к-ое прикладывается к к закр.вентилю,оно определяется как разность мгновен.зн-ий 2-ух др.фаз: Uобр =U_2m[cos(wt+π/m)-cos(wt-π/m)]=-2sin(π/m)sinwt

Uобр max=2πUо/m

16

Явление перекрытия фаз

На рис 30 изобоажены диаграммы для случая, когда обмотки обладают существенной собственной индуктивностью Ls, которое тоже вызывает эдс самоиндукции. Ток I₀ через фазу max весь период открытого диода поэтому в индуктивном сопр тр-ра при работе фазы создается запас энергии. На рис30 в т. 0 первая фаза должна прекратить работу, но ток i1 продолжает протекать на интервале угла перекрытия до

тех пор, пока есть запас энергии фазы 1. В свою очерь в т.0 открывается вентиль 2-ой фазы и ее ток нарастает на интервале т.о, что

i₁+i₂=const. Отриц-м здесь яв-ся искажение формы U. На интервале U₀=0,5(U₁+U₂). В рез-те U0 нес-ко снижается и появляется широкий спектр высших гармоник в выпрям-м напряжении. Внешняя хар-ка выпр-ля – это зав-ть выпр-го напряжения U₀ от выпр-го тока I₀.

Uo=Uoхх-Iо(mw_сLs)/2π- Iо(r_тр+r_тм) . Iо(mw_сLs)/2π-падение U на внутр-м индук-м R; Iо(r_тр+r_тм)- падение U на активном R. Хар-ка линейна, падающего характера. Чем больше m число фаз выпр-ля, тем больше ее наклон к оси абсцисс.

17

Работа выпр-ля на емкостную нагрузку

Рис(31). В этом случае к вых выпрям-я подключ-я ФНЧ, начинающийся с емкости. Реактивное R Хс мала для высших гармоник, поэтому они замыкаются через конденсатор и не пропускаются в нагрузку. Для постоянной составл w=0, , те постоянная составл замыкается через Rн. Рассмотрим рис.32 На диаграмме а на участке аb работает 1-ая фаза и открыт D1. В т. b U фазы U_а уменьшается быстрее, чем U на конден-ре Uс. Поэтому на рис31, начиная с момента т b потенциал в т. 2, к-й определяется Uс, более , положителен, чем в т.1 определяется Uа, поэтому D1 закрывается и на участке bс ток через вентиль(D1) не потекает и в нагрузки не попадает. Т.о. при емкостной нагрузке ток в нагрузку поступает не весь интервал времени 2π/m , а только часть этого интервала, к-я определяется углом отсечки .Говорят, что ток протекает с отсечкой и имеет форму несинусоидальных импульсов. Выпрямительное напряжение зависит от . U₀=U_2mcos так же как и выпрям-й ток. I₀=(U2-U0)/r_ф=U_2m/r_ф(coswt-cos ). I₀=U₀/R_н=U_2mфcos /R_н. Все пар-ры выпр-я связаны с углос отсечки, их можно определить по графическим зависимостям через ряд коэф-в А,В,F,Д,Н. Основной коэф-т А . В общем случае коэф-т пульсации К_n1=Н/ r_фС. Для того, чтобы рассчитать пар-ры, ис-т усредненные диаграммы рис32(б,г). Из диаграмм видим:чем больше С, тем больше в нем накапливается энергия на участке а,в и тем медленнее разряжается на нагрузку на участке в,с. Точка С смещается вправо, пульсация выпрямленного U при этом имеет меньшую амплитуду, но в то же время основание импульса тока i₀ уменьшается. Если Rн при этом не изменяется, то и ср. значение тока через нагрузку I0(Iн) измениться не может, а оно определяется площадью импульса тока. Значит, при увеличении С и уменьшении амплитуды импульса ток возрастает. Это накладывает ограничения пар-ов ТВБ. Кроме того, из рис33 видим, что потребляемый ток i₁. Тоже не синус-ый . Для схем 1 его форму можно опред-ть, подняв ось wt для тока i2, так, чтобы площадь полож-го импульса i₁ и отриц-го были реальны рис33.i₁ не может иметь постоян. Составляющую. В общем случае ток i₁ определяется через коэф-т тр-ции i₁=n(i2-i0/m), n=w1/w2. Т.к. амплитуда тока через элементы при емкостной нагрузке вмещен работа на выпрям-я на емкость применяется в слаботочных схемах.

18