Учебное пособие 800603

Свободная составляющая i' '2k соответствует (рис. 2.8, г) ординате косинусоиды при угле t =

Графически угол определяется по отрезку на оси абсцисс, соответствующей дуге косинусоиды, крайние ординаты которой определяются,

венных значений междуфазного напряжения, участвующего в процессе коммутации тока. По выделенному жирной линией участку косинусоиды

На основе (2.26) построен на том же рисунке участок кривой анодного тока ia11 во второй период коммутации. Во вне коммутационный пе-

риод ток при Xd = остается величиной неизменной и равной Id .

Рис. 2.9. Линейные диаграммы трехфазного управляемого

выпрямителя с нулевым выводом

Полная кривая анодного тока при Xd= построена для m=3 вместе с соответствующей ей диаграммой напряжения на рис.2.9.

Падение напряжения в период коммутации в управляемом выпрямителе соответствует заштрихованным на рис.2.9,а площадкам. Среднее значение падения напряжения в период коммутации

Среднее значение падения напряжения, выраженное в функции тока нагрузки Id, можно получить, подставляя в (2.27) выражение в скобках из

(2.25)[cos -cos( )]

До открытия вентиля прямое напряжение на аноде вентиля возрастает до значения

личивается обратный ток в вентиле в связи с уменьшением угла коммутации . Степень относительного уменьшения угла с ростом угла управления может быть найдена из отношения (2.25)к тому же равенству при

=0. Это даѐт

где 0 - угол коммутации неуправляемого вентиля (когда =0). По уравнению (2.29) угол коммутации определяется

еристики угла коммутации

изводной тока трехфазного выпрямителя

Из этого семейства кривых видно, что особенно быстро уменьшается , пока возрастает до 30-40 .

Установив связь между и 0 , можно найти отношение производных анодного тока в момент спада к нулю, определяющих собой начальные значения обратного тока. Отношения производных тока находим, диффе-

По (2.27) на рис.2.10,б построено семейство кривых, определяющих собой относительные значения производных тока при трѐх значениях 0 , как параметре. Эти кривые показывают, что степень относительного возрастания производной тока тем больше, чем меньше угол коммутации

. Так, например ,при угле =10анодный ток убывает быстрее при =90 в 5-6раз, чем у неуправляемого вентиля, в то время как при угле

=30 производная тока при спадании тока к нулю возрастает только в 2 раза. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе управляемого вентиля.

Внешняя характеристика управляемого m-фазного выпрямителя будет характеризоваться семейством характеристик изменения Ed при различных значениях = const в функции тока нагрузки Id (рис.2.11)/

Рис. 2.11. Внешние характеристики управляемого трехфазного выпрямителя

Рис. 2.12. Регулировочные характеристики

Для трёхфазной нулевой схемы m=3

t

t

Анализ схемы выпрямления (рис.2.13) удобнее в начале провести при неучете индуктивности рассеяния обмоток трансформатора.

Особенность работы управляемого выпрямителя заключается в задержке на угол момента подачи управляющих импульсов на тиристоры относительно точек естественной коммутации 1, 2 , 3 , 4 и т.д. (рис.2.13,в).

При Xd = задержка вступления в работу очередных тиристоров создаѐт задержку на такой же угол моментов запирания проводящих тиристоров (рис.2.13, д). При этом кривые выпрямленного напряжения приобретают вид, показанный на рис.2.13, г. В кривой выпрямленного напряжения создаются "вырезки", вследствие чего среднее значение выпрямленного напряжения Ud уменьшается. Влияние изменения угла на кривую Ud и среднее значение напряжения Ud показаны на рис. 2.14,а-г.

Поскольку в трѐхфазной мостовой схеме выпрямленное напряжение определяется линейным значением, кривая Ud на рис. 2.14, а-г, как и на рис. 2.13,г, состоит из участков линейных напряжений вторичных обмоток трансформаторов Uab,Uac ,Ubc , . При изменении угла в диапазоне от 0

до 60 (рис. 2.14,а,б) переход напряжения Ud с одного линейного напряжения на другое осуществляется в пределах положительной полярности участков линейных напряжений. Поэтому форма кривой напряжения Ud и его среднее значение одинаковы как при активной, так и при актив- но-индуктивной нагрузках.

При 60 вид кривой Ud зависит от характера нагрузки (рис.2.14, в, г). Причина зависимости та же, что и в управляемых выпрямителях однофазного тока. В случае активно-индуктивной нагрузки ток id продолжает протекать через тиристоры и вторичные обмотки трансформатора после изменения полярности их линейного напряжения (рис.2.14, в, г), в связи с чем в кривой Ud появляются участки линейных

(штрихи на рис.2.14, в, г). Напряжению Ud=0 теперь будет отвечать зна-

6

т.е. она определяется тем же соотношением, что и в однофазных схемах.

Участок регулировочной характеристики при активной нагрузке (Ld=0) на интервале 120 60 находят из выражения

3

Кривые анодных токов тиристоров и токов обмоток трансформатора при Ld= (рис.2.13, д,ж) отличаются от кривых соответствующих токов неуправляемого выпрямителя наличием отстающего фазового сдвига относительно напряжения .

Рис. 2.15. Регулировочные характеристики

Кривая напряжения на тиристоре приведена на рис.2.13, ж. Амплитуда обратного напряжения, как и в неуправляемом выпрямителе, равна 1.054Udo. Этой величиной определяется теперь не только обратное напряжение, но и возможное значение амплитуды прямого напряжения на тиристоре при регулировании угла .

На рис. 2.16,а-д приведены временные диаграммы напряжений и токов управляемого выпрямителя с учѐтом коммутационных процессов, вызываемых индуктивными сопротивлениями в анодной цепи Xa. Коммутационные процессы обусловлены переходом тока с тиристора, заканчи-

вающего работу, на тиристор, вступающий в работу (рис.2.16,в) той же тиристорной группы (анодной или катодной). Каждый такой коммутационный процесс начинается в момент подачи отпирающего импульса на очередной в порядке вступления в работу тиристор (рис.2.16,а).

Коммутация токов продолжается в течение интервала и протекает аналогично, как в схеме неуправляемого выпрямителя. Во время коммутации напряжение на нагрузке определяется полу суммой напряжений двух фаз с коммутирующими вентилями.

Коммутационные падения напряжений сказываются на форме кривой напряжения Ud и уменьшении его среднего значения Ud (рис.2.16,б)

Ud Ux .

Расчѐт среднего значения коммутационных падений напряжения производится так же, как и в неуправляемой схеме. Отличие состоит лишь в том, что напряжение Ux (рис.2.16,а) к моменту начала коммутации имеет отстающий фазовый сдвиг на угол относительно точек естественной коммутации. С учѐтом сказанного, соотношения для рассматриваемой схемы принимают такой вид

Рис. 2.16. Временные диаграммы управляемого трехфазного мостового выпрямителя

Вид внешней характеристики соответствует рис.2.17