Средней и большой мощности

Коммутация в однофазных выпрямителях

 

Принципиальное отличие выпрямителей средней и большой мощности от выпрямителей малой мощности - это влияние индуктивности рассеяния, активные сопротивления обмоток трансформатора оказываются меньше индуктивного сопротивления . Это объясняется увеличением при росте габаритов и уменьшении , т.к. обмотки трансформатора выполняются проводниками большего сечения.

Появление индуктивности в анодной цепи тиристоров сказывается на процессе перехода тока нагрузки с одного тиристора на другой (процесс коммутации). Ток при выключении тиристора убывает некоторое время, а ток при включении тиристора возрастает примерно это же время, таким образом, на некотором интервале времени оба тиристора остаются открытыми. Этот интервал называется интервалом коммутации . Индуктивность в анодной цепи тиристора определяется выражением

 

, (14.9)

 

где - индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора;

- индуктивность рассеяния вторичной обмотки трансформатора;

- индуктивность сети.

Рассмотрим процесс коммутации в однофазном управляемом выпрямителе со средней точкой (рисунок 14.14) при чисто индуктивной нагрузке.

 

Рисунок 14.14 - Схема однофазного выпрямителя со средней точкой

с индуктивностью в анодной цепи

 

На рисунке 14.15 показан процесс коммутации при . Влияние индуктивности на процесс переключения проявляется в том, что при открытии тиристора VT1 ток медленно нарастает, а ток через закрывающийся резистор медленно убывает

Рисунок 14.15 -. Временная диаграмма процесса коммутации

 

Таким образом, на участке коммутации оба тиристора находятся в проводящем состоянии, создается ток в короткозамкнутом контуре, который образован открытыми тиристорами и обмотками. Напряжение на интервале коммутации равно нулю

 

. (14.10)

 

Как видно из временной диаграммы (рисунок 14.15), напряжение уменьшится на некоторую величину

 

, (14.11)

 

где -обусловлен затемненной площадью

. (14.12)

 

Чтобы найти рассмотрим процесс коммутации, используя схему (рисунок 14.16).

Рисунок 14.16 - К определению

 

Задача сводится к определению тока из дифференциального уравнения

 

(14.13)

 

Ток имеет принужденную и свободную составляющие

 

; ; ; (14.14)

 

, . (14.15)

 

Учитывая, что , , получим

 

. (14.16)

 

Ток - это ток тиристора VT1, - это ток тиристора VT2. К концу интервала коммутации , ток принимает значение

 

: . (14.17)

 

Подставляя полученное выражение в выражение, определяющее , найдем

 

, (14.18)

 

в итоге получим

 

. (14.19)

 

Рассмотрим подробнее временную диаграмму при угле управления (рисунок 14.17).

 

Рисунок 14.17 - Временная диаграмма работы однофазного выпрямителя со средней точкой с учетом угла коммутации

 

Угол проводимости тиристоров увеличивается на величину , из положительной полуволны высекается затемненная площадь, что приводит к уменьшению среднего значения выпрямленного напряжения

 

. (14.20)

 

Это выражение описывает внешнюю характеристику однофазного выпрямителя со средней точкой (рисунок 14.18).

Рисунок 14.18 - Внешняя характеристика однофазного выпрямителя

со средней точкой с учетом процесса коммутации

 

 

В мостовой схеме однофазного выпрямителя при коммутации ток через индуктивность меняет направление. Ток изменяется от -до +, поэтому уравнение принимает вид

 

, (14.21)

 

что приводит к увеличению угла наклона внешней характеристики.