Главная  Катушки с ферромагнитным сердечником 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [ 30 ] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Это и отражено на рис. 6.8, в. В течение интервала перекрытия фаз ток ранее работавшей фазы спадает до нуля, а ток открывающейся фазы нарастает от нуля до Iq.

Величина угла перекрытия пропорциональна rlg/Eo и при r/R <.0,\, что получается практически во всех выпрямительных' схемах, не превышает нескольких градусов. Из-за этого зависимостью величины выпрямленного напряжения от угла уг чаще всего пренебрегают и при расчетах выпрямителей с сопротивлениями потерь в фазах

учитывают только падение напряже-i-s - ния на этих сопротивлениях г. Иными

\ ) W ! !;!! ]-J словами говоря, считают выпрямлен-

ное напряжение

UqEo-U, (6.29)

где £0 - выпрямленная э. д. с, определяемая соотношением (6.11); г - выходное сопротивление выпрямителя.

Таким образом, влияние сопротивления потерь в фазах выпрямителя сводится к снижению выпрямленного напряжения на величину, пропорциональную вьшрямленному току.

Часто в фазах выпрямителя преобладающими оказываются реактивные сопротивления, создаваемые индуктивиостями рассеяния трансформатора Eg. Тогда, выбрав в качестве модели схему рис. 6.10, а, не содержащую омических сопротивлений, получим несколько иную картину коммутационных процессов. Падение напряжения на индуктивностях Ls, приводящее к отличию выпрямленного напряжения от выпрямленной э. д. с, будет появляться только при изменениях токов фаз. Поэтому, пока по фазной обмотке протекает выпрямленный ток Iq (L Lp), выпрямленное напряжение, как и в идеализированной схеме рис. 6.5, равно э. д. с. ei, т. е.

щ = ео = е21. (6.30)

Такое положение сохраняется до угла at = (2i - 1) п/т (рис. 6.10, б). При at = п/т в схеме без Lg ток первой фазы ii скачком спадает, а ток скачком возникает. В схеме с индуктивиостями в цепях вторичных обмоток скачкообразные изменения токов невозможны. Поэтому при cot > п/т ток ii будет плавно спадать, а ток 22 плавно нарастать (рис. 6.10, е, г). Таким образом, перекрытие первой и второй фаз, вызванное индуктивиостями рассеяния трансформатора, начинается при угле п/т и продолжается до угла п/т + yi, когда ток 121 спадает до нуля, а ток i, нарастает до /ц. Скорости роста и спада




токов hi и t22 равны, так как в сумме эти токи всегда дают общий выпрямленный ток io = /о- Аналогично затягивается рост и спадание токов других фаз.

В течение интервала перекрытия фаз выпрямленное напряжение будет меньше э. д. с. е^ на падение напряжения LgdiJdi и больше э. Д- с. на величину Lgdhi/dt. Поскольку производные токов iai и' /22 равны между собой по абсолютной величине, выпрямленное напряжение будет определяться полусуммой э. д. с, перекрывающихся фаз Cai н е^2, т. е.

0 = 0,5(621 + 0- (6.31)

При (at > п/т + Vi перекрытие фаз заканчивается. По второй фазе протекает весь ток /q, который в рассматриваемой модели неизменен. Падение напряжения на индуктивности рассеяния этой фазы становится равным нулю и выпрямленное напряжение равным э. д. с. 22, значение которой оно достигает скачком (рис. 6.10, б).

Таким образом, влияние индуктивности рассеяния трансформатора сводится к следующему.

1. Коммутация токов фаз выпрямителя происходит не мгновенно, а в течение угла перекрытия yi-

2. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения становится меньше.

3. Переменные составляющие выпрямленного напряжения возрастают.

4. Действующее значение тока фазы несколько снижается. Величина угла перекрытия, вызванного индуктивностью рассеяния

трансформатора yi, тем больше, чем больше выпрямленный ток и индуктивность рассеяния.

- Постоянная составляющая выпрямленного напряжения при перекрытии фаз уменьшаегся на величину площади криволинейного треугольника аЬс (рис. 6.10, б), которая [8] оказывается пропорциональной выпрямленному току:

Sabc=>n(i>LsIo/{2n). (6.32)

Переменные составляющие выпрямленного напряжения увеличиваются из-за усложнения формы кривой, связанной с возникновением скачков и изломов. Формула для подсчета коэффициента пульсаций получается очень неудобной для расчетов. Поэтому на практике предпочитают пользоваться приближенными соотношениями. Часто полагают возрастание пульсаций из-за перекрытия фаз, не превышающим 1,5-2 раза в сравнении с величиной, даваемой (6.13) для yi = 0.

При расчетах выпрямителей средней и малой мощности влияние перекрытия фаз учитывают только при подсчетах выпрямленного напряжения и это влияние сводится к появлению у выходного сопротивления члена, пропорционального индуктивности рассеяния трансформатора.

Учет порога выпрямления вентилей не вносит никаких дополнительных особенностей в процессы, происходящие в выпрямителе, помимо




снижения постоянной составляющей выходного напряжения Uq на величину порога выпрямления £ 0?-

Совместное влияние омических сопротивлений обмоток трансформатора и дросселя, индуктивности рассеяния, сопротивления потерь и порога выпрямления вентилей приводит-к тому, что внешняя характеристика выпрямителя (выпрямленное напряжение) спадает круче, чем это дается выражением (6.29):

Uq = Eq - /о/?вых = -0 - -пор - /о (Гв + р + mfLg + Гдр), (6.33)

где £0 = Е^/В (т) - выпрямленная э. д. с; rjp - омическое сопротивление обмотки трансформатора; - внутреннее сопротивление

вентиля; mfLg - часть выходного сопротивления, обязанная индуктивности рассеяния трансформатора; Гдр - омическое сопротивление обмотки дросселя.

Приведенное выражение определяет внешнюю характеристику лишь в том случае, когда индуктивность B/fp 0 дросселя больше критической.

Рис. 6.II При токах нагрузки, меньших

некоторой величины, определяемой индуктивностью дросселя, стоящего в схеме, правая часть (6.17) становится больше левой и ток дросселя прерывистым. Выпрямленное напряжение в таком режиме оказывается большим, чем это следует из (6.33), что и отмечено на рис. 6. И. Прямая, представляющая уравнение (6.33), продолжена за область, где L < £ ?> штриховой линией.

§ 6.3. Выпрямитель гармонического напряжения при нагрузке, начинающейся с емкости

Для того чтобы конденсатор С, шунтирующий нагрузку выпрямителя (рис. 6.12, а), сглаживал пульсации выходного напряжения, его емкость должна быть настолько большой, что при разрядке на сопротивление нагрузки, напряжение на конденсаторе спадает медленнее, чем уменьшается э. д. с. заряжавшей его перед этим фазы. Поэтому в некоторый момент напряжение на конденсаторе окажется большим э. д. с. любой из фаз вторичной обмотки трансформатора и все вентили будут закрытыми.

Длительность работы каждой из фаз будет меньше, чем 2л/т. Это является характерным для выпрямителя, нагрузка которого начинается с емкости.

Возьмем в качестве модели вентиля идеализированный диод с потерями, а в трансформаторе учтем только омические сопротивления обмоток. Рассмотрение начнем с момента cot = -л/т. В этот момент-(рис. 6.12, в) напряжение на конденсаторе больше э. д. с. любой из фаз и все вентили закрыты. Разряжаясь, конденсатор создает на нагрузке экспоненциально спадающее напряжение.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [ 30 ] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов