Поделиться Поделиться

Внешние характеристики выпрямителей

Внешней характеристикой выпрямителя называется зависимость выпрямленного напряжения от среднего значения тока нагрузки, т.е. Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  1 . Внешняя характеристика определяется внутренним сопротивлением выпрямителя и сопротивлением нагрузки, которые снижают выпрямленное напряжение с ростом тока.

Внешнюю характеристику мостового выпрямителя при непрерывном выпрямленном токе ( Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  2 ) можно записать в виде уравнения

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  3 , (3.34)

где Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  4 - среднее значение выпрямленного напряжения для неуправляемого выпрямителя (при Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  5 ); Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  6 - снижение напряжения, обусловленное активным сопротивлением схемы выпрямления; Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  7 - падение напряжения на вентилях; Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  8 - снижение напряжения, обусловленное процессами коммутации вентилей.

Следует отметить, что при значениях тока нагрузки, не превышающих номинальное, внутреннее падение напряжения выпрямителей не превышает Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  9 . Однако при перегрузках, и режимах, близких к короткому замыканию, становится существенным влияние внутренних сопротивлений схемы. Кроме того, в трехфазных схемах выпрямления при перегрузках изменяется характер электромагнитных процессов, влияющих на форму их внешней характеристики.

Внешнюю характеристику выпрямителей чаще всего представляют в относительных координатах, принимая в качестве базисного - среднее значение выпрямленного напряжения для неуправляемого выпрямителя Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  4 . Тогда относительное значение выпрямленного напряжения Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  11

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  12 . (3.35)

3.8.1. Внешняя характеристика однофазного мостового выпрямителя

Базисным значением выпрямленного напряжения для неуправляемого однофазного выпрямителя на основании (3.5) Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  13 . Тогда относительные падения напряжения для схемы выпрямителямогут быть представлены в следующем виде /21/

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  14 (3.36)

где Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  15 - эквивалентное активное сопротивление фазы источника.

Если в качестве источника переменного тока используется однофазный трансформатор, то его эквивалентное активное сопротивление определится активным сопротивлением фазы вторичной обмотки Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  16 и приведенным ко вторичной обмотке активным сопротивлением фазы первичной обмотки Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  17 :

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  18 .

В качестве базисного значения тока для построения внешней характеристики выпрямителя в относительных координатах используют ток короткого замыкания схемы Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  19 (при Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  20 ), который выражается как /21/

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  21 . (3.37)

Тогда внешняя характеристика однофазного выпрямителя в относительных координатах будет представлена зависимостью

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  22 , (3.38)

где Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  23 .

Из (3.36) следует, что Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  6 , Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  8 и Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  7 возрастают с увеличением Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  27 . Поэтому для однофазных выпрямителей внешняя характеристика будет представлена прямыми, определяемыми значениями Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  5 (рис. 3.15, а).

3.8.2. Внешняя характеристика трехфазного мостового выпрямителя

По характеру протекания электромагнитных процессов в трехфазном выпрямителе выделяют три разных режима работы (рис. 3.15, б). Если пренебречь падением напряжения на вентилях выпрямителя и на активной нагрузке системы, то можно получить достаточно простые зависимости для его внешней характеристики для всех трех режимов работы.

В режиме I при Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  29 внешняя характеристика Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  30 линейна, а работа вентилей соответствует, рассмотренной в § 3.4. На этом режиме одновременно пропускают ток два вентиля, а третий подключается на интервале коммутации (§ 3.8.2). Уравнение внешней характеристики выпрямителя для этого режима в относительных координатах

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  31 , (3.39)

где Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  32 ;

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  33 .

Режим II наступает при угле коммутации тиристоров Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  34 , когда одновременно включены три вентиля. Дальнейшее увеличение нагрузки на этом режиме не вызывает увеличения угла Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  35 , который остается равным Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  34 . Однако начало процесса коммутации вентилей будет происходить с задержкой на некоторый угол Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  37 , называемый дополнительным углом регулирования, в результате чего кривая выпрямленного напряжения Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  38 будет иметь провалы, достигающие нулевых значений.

Для этого режима характерно: Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  39 , Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  40 , а внешняя характеристика выпрямителя будет описываться уравнением

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  41 (3.40)

На этом режиме внешняя характеристика трехфазного мостового выпрямителя имеет вид эллипса с равными полуосями (ее продолжение за режим II показан пунктиром на рис. 3.15, б).

Режим III возникает при дальнейшем росте нагрузки, когда чередуются одновременные проводимости трех вентилей, а на интервалах коммутации - четырех вентилей схемы. В этом режиме угол коммутации тиристоров вновь начинает возрастать, изменяясь в диапазоне Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  42 , а дополнительный угол регулирования, напротив, остается постоянным Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  43 . Внешняя характеристика выпрямителя вновь становится линейной и ее уравнение имеет вид:

Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  44 (3.41)

Следует отметить, что перечисленные режимы не всегда будут иметь место при изменении тока нагрузки от холостого хода до короткого замыкания.

Для трехфазного выпрямителя все три режима работы возможны при угле управления Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  45 . При Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  46 в работе выпрямителя возможны только режимы I и III. При Внешние характеристики выпрямителей - Инвестирование -  47 выпрямитель может работать только в III режиме.

← Предыдущая страница | Следующая страница →