Конспект лекций по дисциплине силовая электроника по направлению 140400. 62
 Скачать 1.41 Mb.
|
1.2 Неуправляемые двухфазные схемы выпрямления.1.2.1.Неуправляемый двухфазный выпрямитель с активно-индуктивной нагрузкойВ двухфазной нулевой схеме выпрямления (рис.1.2, а) двухфазное напряжение с выведенной нулевой точкой получается с помощью трансформатора Тр, и присутствуют вентили только катодной группы (возможно наличие вентилей только анодной группы). В качестве вентилей используются неуправляемые диоды. Нагрузка представлена включенными последовательно активным сопротивлением Rd и индуктивностью Ld. Далее будем использовать понятие индуктивного сопротивления XL=Ld, где - частота питающей сети, что позволяет рассматривать временные диаграммы, описывающие работу схем выпрямления, не в функции времени, а в функции электрического угла=t. Полагая значение сопротивления XL равным нулю, приходим к чисто активной нагрузке выпрямителя, то есть RL нагрузка является более общим случаем  Рис.1.2 Неуправляемый двухфазный выпрямитель с активно-индуктивной нагрузкой В мостовой схеме выпрямления (рис. 1.2, б) трансформатор согласует сетевое напряжение U1 и входное напряжение выпрямителя Uф и может отсутствовать, если эти напряжения равны. В мостовой схеме вентили могут открываться только попарно V1, V3 или V2, V4. Работа мостовой и нулевой схем отличается только напряжением вентилей и формой токов во вторичных обмотках трансформатора. Формы выходного напряжения ud, тока нагрузки id и токов вентилей iV совпадают.  Рис. 1.3 Пути протекания тока: а) – при положительном, б) – при отрицательном полупериоде напряжения.  Рис.1.4 Диаграммы двухфазного выпрямителя с активной нагрузкой 1.2.2 Расчетная мощность трансформатора в двухфазной схеме выпрямления с активной нагрузкойРасчетная мощность трансформатора определяется выражением  . (1.1)Мостовая схема с активной нагрузкой. Токи и напряжения первичной и вторичной обмоток синусоидальные. Среднее напряжение на нагрузке  Связь постоянных и переменных токов и напряжений определяется формулами:  ,  ,  ,  . (1.2)Считая мощности первичной и вторичной обмоток одинаковыми, имеем  , (1.3)Где Pd – мощность цепи постоянного тока. Нулевая схема с активной нагрузкой. Ток и напряжение первичной обмотки синусоидальные. Напряжения вторичных обмоток синусоидальные, а токи имеют следующий вид:  Рис.1.5 Токи вторичной обмотке нулевой двухфазной схемы Действующее значение тока вторичной обмотки определяется как  ==  . (1.4)Учтя, что   имеем  . = . (1.5)В нулевой схеме трансформатор используется хуже, чем в мостовой. 1.2.3 Неуправляемый двухфазный выпрямитель с активно-индуктивной нагрузкойПри активно-индуктивной нагрузке форма напряжения на выходе выпрямителя не изменится. Выходное напряжение выпрямителя  можно разложить на постоянную оставляющую Ud и высшие гармоники. На рис. 5 показана вторая гармоника выходного напряжения выпрямителя  . Сумма постоянной составляющей и второй гармоники  приближенно аппроксимирует выходное напряжения выпрямителя.В токе выпрямителя будет присутствовать постоянная составляющая Id и высшие гармоники, ослабленные индуктивным сопротивлением и сдвинутые по фазе относительно напряжения своих гармоник. Сумма постоянной составляющей и второй гармоники  тока достаточно хорошо аппроксимируют реальный ток, так как более высокие гармоники эффективно ослабляются индуктивным сопротивлением. Рис. 1.6 Гармоническая аппроксимация напряжения и тока двухфазной схемы выпрямления при активно-индуктивной нагрузке  Рис.1.7 Реальные временные диаграммы напряжения и тока двухфазной схемы выпрямления при активно-индуктивной нагрузке При абсолютно сглаженном токе в мостовой схеме действующее значение переменного тока равно действующему значению постоянного тока и габаритная мощность трансформатора равна  .1.2.4 Неуправляемый двухфазный выпрямитель с активно-емкостнойнагрузкой Рис.1.8 Неуправляемый двухфазный выпрямитель с активно-емкостной нагрузкой Работа однофазного выпрямителя при отсутствии сопротивлений на стороне переменного тока рассмотрена в примере пункта В.1.2. Для двухфазной схемы отличие состоит лишь в том, что процесс повторяется за период дважды. При учете активного сопротивления на стороне переменного тока (в маломощных трансформаторах активная составляющая фазного сопротивления много больше индуктивного сопротивления) форма напряжений и токов принимает вид, показанный на рис. 2.8. Отличие состоит в том, что при открытых диодах выходное напряжение выпрямителя меньше напряжения сети на величину падения на сопротивлении трансформатора.  Рис.1.9 Временные диаграммы выпрямителя с активно-емкостной нагрузкой и активным сопротивлением на стороне переменного тока |