Робота однофазної нульової схеми на активне навантаження

Однофазний двонапівперіодний випрямляч з нульовим виводом

Робота випрямляча на активно-ємкісне навантаження

Робота випрямляча на активно-індуктивне навантаження з кінцевою індуктивністю

Режим: α=0, r¹0, L_a≠0, 0<L_d<∞

е₂ VS R L

~

U₁

VT L_a r_a

i₂=i_V=i_d

е₂

L_d R_d

VS   ≡

L_d вмикають в коло навантаження для сглажування струму.

Еквівалентний активний опір та індуктивність ланцюга

У відповідності з другим законом Кірхгоффа

де

- характеристичне рівняння.

Звідки

Рішення будемо шукати у вигляді

де i_cв – вільна складова,

i_np – вимушена складова.

де

А знайдемо з початкових умов.

При

Тоді

Звідки

Позначимо

Тоді

еL 2π π φ е2 inp Idmsinφ -Idmsinφ λ icв id -е2sinλ - + λ – Тривалість протікання струму

U, I

Знайдемо енергію, що запасена в індуктивності L за період

Енергія, яку накопичує індуктивність

Енергія, яку віддає індуктивність

Таким чином, протягом періоду

Постійна складова випрямленої напруги

Постійна складова випрямленого струму

λ можна визначити з умови: при =0; Þ i_d = 0

Якщо L_d збільшиться, λ також збільшиться, а I_dm зменшиться, отже, K_pl зменшиться. Таким чином, L_d можна використовувати як фільтр струму на стороні навантаження.

Режим: α=0, r_a=0, L_a=0, L_d=0, 0<С<∞.

i₁ VT U_V i₂=i_V U_V U_d=U_c

i_c C

i_c   C

~

i_R R_d  

i_v e₂    

U₂

U₁

i_d R_d ≡

Рівняння, що описують електричні процеси в схемі:

Позначимо:

λ – тривалість протікання струму.

φ – кут затримки включення вентиля відносно точки природного запалення.

На інтервалі:

1). - ключ замкнутий (вентиль відкритий).

U_T=0;

Знайдемо i_T.

2) - ключ розімкнений.

.

По другому закону Кірхгоффа

Характеристичне рівняння

.

Корінь рівняння

.

Тоді напруга на конденсаторі

.

Струм навантаження

.

Струм конденсатора

.

Напруга на вентилі

.

Постійну А визначимо з умови

При

Тоді

Визначимо λ+φ

при

π

Відповідно до графіка зміни функції

.

При активному навантаженні: X_c → ∞, С → 0, (φ+λ) → π.

При ємнісному навантаженні: R_d → ∞, (φ+λ) →.

З умови сталого режиму, тобто періодичності електромагнітних процесів в схемі, знайдемо φ.

Дане трансцендентне рівняння можна вирішити чисельним методом або графічно.

2π

π

λ

φ

u_V

e₂

u_d=u_C

2π

π

i_R

i_C

e₂

i_V

e,u

e,i

Рис. Діаграма електричних процесів в однофазній однонапівперіодній схемі випрямляча з активно-ємкісним навантаженням.

Випрямляч з нульовим виводом по суті є двофазним, оскільки вторинна обмотка трансформатора з нульовою точкою створює дві ЕРС, рівні по величині, але протилежні по напряму.

i₁

о

U₁   о

i_d i_V1

L_a

e_2a

e_2b

R_d

r_a

r_a

r_a

r_a

R_d

i_2b

i_2a

e_2b

e_2a

i_V2

i_V1

VS₁

VS₂

VS₂

VS₁

L_d

i_V2

L_a

i_d

=

Режим: L_a=0, L_d=0, r_a=0, 0<α<

U_обрm

u₁'+u₂''

α

α

α

i_V2

i_V1

u₁'

u₂'

i₁

e'_2a

e'_2b

U_обрm

π

2π

U_d

I_d

e'_2a

i_d

E_d

u_, i

i_V1, i_V2

u_V1

i_V1

Середня випрямлена напруга

Це регулювальна характеристика

При α = 0

звідки

Максимальна зворотня напруга

U_RM = 2E_2m = πE_d0.

Середній випрямлений струм

При α = 0

Звідки

Очевидно, що завантаження тиристорів і трансформатора при активному навантаженні максимальне при α=0. Це видно з діаграм, тому вимоги до тиристорів і трансформатора визначимо за цієї умови.

Струм вторинної обмотки трансформатора при α = 0

Визначимо струм первинної обмотки трансформатора

Визначимо S₁, S₂, S_T

;

.

K _{p l} – визначаємо самостійно.

Зовнішня характеристика U_d = f (I_d)

U_dα = E_dα – (r_a + r_T) I_d,

де r_T – динамічний опір вентиля в прямому напрямі (вважаємо за постійний)

E_dα – ЭРС холостого ходу,

При I_dα = 0 Þ U_dα = E_dα.

I_dH

E_d0

E_dα1

E_dα2

U_d

U_dα2

U_dα1

U_d0

(r_a+r_np)I_d

(r_a+r_np)I_d

0<α₁<α₂<α₃

Коефіцієнт використання трансформатора по потужності

,

що вище, ніж в однонапівперіодній схемі більш ніж в 2 рази, оскільки немає вимушеного намагнічення і К_Р→1 при α = 0 оскільки трансформатор не завантажений вищими гармоніками струму i₁.

Дата добавления: 2014-01-07