Работа выпрямителя на нагрузку. Работа выпрямителя на емкостную нагрузку
 Скачать 143.5 Kb.
|
Работа выпрямителя на емкостную нагрузку Для эффективного сглаживания пульсаций должно выполняться условие  . Необходимо учитывать сопротивление фазы выпрямителя  , где  , а  ;  – внутреннее сопротивление диода. Напряжение на диодах  ,  . Диод  открывается при  , а  при  .1-2 конденсатор заряжается с  2-3 конденсатор разряжается с  3-4 конденсатор заряжается с  Через вентиль протекает ток  ,  . Пульсации выпрямленного напряжения будут меньше, если  и  будут большими. Если  ,  , то пульсации не будет.Для расчета выпрямителей, работающих на  : 1) не учитываются пульсации (нагрузка заменяется противоЭДС); 2) пренебрегают индуктивностью рассеивания трансформатора  .  ; Среднее значение тока:  где  используется при работе в качестве величины, связывающей угол отсечки  с параметрами выпрямителя.Приблизительное значение сопротивления трансформатора:  (2.1.40)
 - амплитуда магнитной индукции, Тл.  Тл.  - число стержней сердечника, несущих обмотки (для броневого  , стержневого  , 3хфазного  ).Поскольку все параметры выпрямителей зависят от , то они зависят от  . В литературе приведены зависимости  ,  ,  ,  . (2.1.41) находим по  при  :   (2.1.42) (2.1.44)При подключении конденсатора параллельно нагрузке  возрастает,  уменьшается,  в однотактной схеме увеличивается на , возрастает,  возрастает.Происходит увеличение , , в однотактном выпрямителе увеличивается и , то есть - нагрузка утяжеляет работу выпрямителя.2.1.7 Работа выпрямителя на индуктивную нагрузку.  При использовании сглаживающих дросселей в качестве первого элемента фильтра выпрямитель работает на индуктивную нагрузку  . Это существенно изменит режим работы схемы. Обратимся к однополупериодной схеме.При включении дросселя в однополупериодную схему Э.Д.С. самоиндукции дросселя препятствует нарастанию и снижению тока. Протекание тока через вентиль происходит и в течение некоторой части отрицательного полупериода за счет того, что Э.Д.С. самоиндукции  компенсирует отрицательное напряжение  . Продолжительность протекания тока зависит от величины  . Вентиль открыт большую часть времени,  спадает до нуля, т.е. пульсации практически не уменьшаются. Поэтому в однополупериодных выпрямителях такие фильтры не применяются. Анализ работы такой схемы интересен с точки зрения учета индуктивности рассеяния обмоток трансформатора.Работа двухполупериодных и многофазных выпрямителей на  - нагрузку существенно отличается от работы однополупериодной схемы. В этих схемах вентили работают поочередно, поэтому к моменту перехода тока с одного вентиля на другой его величина имеет не нулевое, а другое определенное значение. В качестве примера рассмотрим работу однофазной двухполупериодной схемы выпрямления с нулевым выводом на - нагрузку. Из-за влияния Э.Д.С. самоиндукции ток вентиля достигает своего максимального значения не в тот момент, когда  , а несколько позже.  . Пульсации уменьшаются,  уменьшается,  . Типовая мощность трансформатора меньше, а длительность работы вентилей,  ( ), такие же, как при активной нагрузке. Обычно индуктивность дросселя достаточно велика и пульсации токов  и  очень незначительны. Однако на работу мощных выпрямителей оказывает влияние индуктивность рассеяния вторичных обмоток трансформатора. Они соединены непосредственно с вентилями, а поскольку, согласно закону коммутации, скачкообразные изменения тока в цепях с индуктивностями не возможны, ток через открывающийся вентиль будет нарастать плавно, а через закрывающийся - плавно спадать. называется углом перекрытия фаз. Он тем больше, чем больше и  .Эти коммутационные процессы приводят к тому, что: 1) несколько уменьшается; 2) переменные составляющие выпрямленного напряжения нарастают; уменьшается на величину так как  , амплитуда основной гармоники:    Если включается  нагрузка, то при изменении характер ее может меняться. При возрастании критическим значениям тока нагрузки будет такое, когда он, уменьшаясь, достигнет  . Начиная с этого момента и при последующем уменьшении будет наблюдаться разрывность тока через дроссель, а это значит, что выпрямитель будет переходить в режим работы на емкостную нагрузку. (2.1.46)Критическое значение индуктивности дросселя:  (2.1.47)Для обеспечения индуктивного характера нагрузки индуктивного дросселя должна быть больше  .2.1.8 Внешняя характеристика выпрямителя.Внешней характеристикой выпрямителя называют зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока нагрузки при неизменной величине входного напряжения. Уравнение внешней характеристики выпрямителя: где  - порог выпрямления вентилей.  - среднее значение выпрямленного напряжения в режиме холостого хода.  для двухполупериодного выпрямителя. Нелинейность характеристики объясняется нелинейностью ВАХ вентилей. Внешняя характеристика выпрямителя с - фильтром начинается с  , равного амплитудному значению  , до которого заряжается конденсатор Наклон характеристики зависит не только от активных сопротивлений в выпрямителе, но и от емкости . Чем больше , тем медленнее разряд (больше  ) и меньше наклон характеристики.Внешняя характеристика выпрямителя с  фильтром начинается с того же значения , что и с - фильтром, но при малых быстро убывает за счет того, что быстро нарастает противо ЭДС самоиндукции дросселя. Далее следует плавный участок, где уменьшается за счет потери напряжения в обмотках трансформатора, вентилях, а также активном сопротивлении фильтра  .Внешняя характеристика - фильтра имеет наибольший наклон по сравнению с другими, что объясняется значительным падением напряжения на сопротивлении  фильтра.Наклон внешней характеристики характеризует величину выходного внутреннего сопротивления выпрямителя. Чем круче спад характеристики, тем больше  выпрямителя. |