Врахування етапу комутації в однофазній нульовій схемі

Робота однофазної нульової схеми на активно-індуктивне навантаження с нескінченою індуктивністю

Робота однофазної нульової схеми на активно-індуктивненавантаження з кінцевою індуктивністю

Режим: L_a=0, α=0, r_a=0, 0<L_d<∞

R_d

e_2b

e_2a

VS₁

VS₂

L_d

Даний режим має місце в малопотужних випрямлячах з індуктивним фільтром.

Відповідно до другого закону Кірхгофа

Тоді струм i_d представимо сумою вільної i_св та примушеною i_np складових

;

де

- амплітуда примушеної складової;

- фазове зсув примушеної складової.

У квазістаціонарному режимі форми струмів тиристорів VS1 і VS2 однакові

i_T1=i_T2,

отже, при и струми тиристорів рівні по величині (струм в індуктивності стрибком змінитися не може).

i_T1(0) = i_T2(π), или i_d(0) = i_d(π).

Звідси знайдемо постійну складову А:

Таким чином, струми i_d, i_T и i₂ на інтервалі

Побудуємо

U₂, i

π

φ

i_np

I_d

i_cв

i_d

e₂

I_d(m)

Знайдемо I_d

Таким чином, I_d не залежить від L_d

φ

Проаналізуємо при L_d → 0 и L_d → ∞

Постійна часу кола навантаження

Якщо

L_d → 0; Þ τ_d → 0; φ→ 0.

Тоді

Якщо

L_d → ∞; Þ τ_d → ∞; i_np → 0;

В кривій струму i_d присутній тільки i_св, але оскільки i_d (0)= i_d (p) и τ_d = ∞, то i_d=I_d.

Таким чином, струм i_d ідеально згладжений.

I_d

i_V2

i_V1

i_V1

i₁

i_d

i_V2

i_V1

U

e'_2a

e''_2b

e'_2a

π

2π

3π

U_d

Таким чином можна зробити висновок, що i_d() и u_d() не залежать від R_d. Якщо u_d() визначити на R-L-навантаженні – то u_d() не залежить від L. Якщо на R-навантаженні – то залежить й
u_d()=i_d()R_d.

Якщо Х_d ≥ 5 R_d, то можна рахувати, що Х_d = ∞ що i_d ідеально згладжено.

Режим: L_d=¥, r_a=0, L_a=0, 0<α<

U_dα = E_dα

u_dα

e''_2b

e'_2a

α

α

π

2π

u, e

i

i_V2

i_V1

i_V2 I_d

I_vm = I_dm = Id

u_2m

u_V1

u_V1

e_2a

u₂

i₁

i

Максимальний струм тиристора

;

Середній струм тиристора

;

Максимальна зворотна напруга

;

Регулювальна характеристика

.

При α = 0

.

Таким чином

.

Знайдемо

Отже, потужності трансформатора визначатимемо при α=0.

Знайдемо діючий струм вторинної обмотки трансформатора і діючий струм тиристора

I₂ не залежить від кута управління α.

Знайдемо діючий струм первинної обмотки трансформатора

I_1RMS також не залежить від α.

Повна потужність первинної обмотки трансформатора

де P_d – потужність постійних складових випрямленої напруги U_d і випрямленого струму I_d.

Повна потужність вторинних обмоток трансформатора

.

Типова потужність

.

Порівняємо однофазні схеми: нульову і однонапівперіодну по завантаженню тиристорів і трансформатора:

	Ld	ITAV	ITM	I2	I1	S1	S2	ST	URM
нульова		0.5Id	1.57Id	0.78Id	1.11Id	1.23Pd	1.74Pd	1.48Pd	3.14Ud
∞	0.5Id	Id	0.707Id	Id	1.11Pd	1.57Pd	1.34Pd	3.14Ud
однонапівперіодна		Id	3.14Id	1.57Id	1.22Id	2.69Pd	3.49Pd	3.09Pd	3.14Ud

Активне навантаження є більш важким і для тиристорів, і для трансформатору.

S_T трансформатора в 2 рази менше для двотактної схеми, чим для однотактної, оскільки немає потоку вимушеного намагнічування, завантаження тиристорів по струму менше в 2 рази, але і тиристорів в 2 рази більше.

Режим: L_d=∞, r_a=0, L_a≠0, π/2≥α≥0

Оскільки в колі тиристора є індуктивність L_a, тоді i_T стрибком змінитися не може. Струм в тиристорі, що входить в роботу, збільшуватиметься від 0 до I_d, а в тиристорі, що виходить з роботи, зменшуватися від I_d до 0. Це і є етап комутації струму. Кут γ, протягом якого проводять струм два тиристори однієї групи, називається кутом комутації.

e_2b

e_Xa

e_2a

L_a

L_a

L_a=∞

VS₁   i_V1

VS₂   i_V2

R_a

I_d

e_Xa

i_K

Нехай VS₂ проводить струм I_d, а на VS₁ подали імпульс керування в момент α.

I_T1 збільшується до I_d

I_T2 зменшується до 0.

I_d = i_T1 + i_T2

Так як L_d=∞, через навантаження може протікати тільки постійна складова струму, отже, змінна складова може замикатися тільки через фази трансформатора і включені тиристори. Позначимо її i_K.

Тоді

i_T1 = i_К; i_T2 = I_d – i_K;

х_а = ωL_a

Відповідно до 2-го закону Киргоффа

Початок відліку помістимо в точку α;

i_К = i_T1

Знайдемо γ з умови:

При = γ i_T1(γ) = I_d

i_V1

γ

γ

2π

π

α

α

I_d

i_V2

i_V2

I_d

е_2а

е_2b

Дата добавления: 2014-01-07