рена мостовая схема выпрямителя, которая, будучи двухфазной, построена на одной вторичной обмотке'Трансформатора. В некоторых схемах выпрямителей вентили подключаются ко вторичным обмоткам трансформатора таким образом, что получаются два самостоятельных выпрямителя, выходные напряжения которых, складываясь, создают повышенное постоянное напряжение.

Такое усложнение схемы приводит не только к увеличению постоянного выходного напряжения, но и к уменьшению его переменных составляющих, из-за компенсации части гармоник. Компенсируются те гармоники, которые оказываются противофазными в выходных напряжениях каждого из составляющих схему выпрямителей. В самых хороших схемах компенсируются Первые и остальные нечетные гармоники пульсаций каждого из выпрямителей, поэтому в них не только уменьшаются пульсации, но и повышается их частота, что облегчает последующую фильтрацию напряжения.

По изложенным причинам при определении числа фаз в выпрямительной схеме лучше всего исходить из распределения выпрямленного тока между вентилями, т. е. из доли постоянного тока нагрузки, приходящейся на один вентиль. Параллельное включение вентилей принимать при этом во внимание не следует.

В основных схемах выпрямителей, рассмотренных в предыдущих разделах, постоянная составляющая тока вентиля определялась делением тока нагрузки на число фаз:

/ов = /оМ- (6-68)

По этому соотношению можно определять фазность выпрямителя в сложных схемах. В характеристике выпрямительной, схемы нужно указывать число фаз, число вентилей, число вторичных обмоток трансформатора и частоту первой гармоники пульсаций выпрямленного напряжения. В основной схеме выпрямителя число фаз, число вторичных обмоток и число вентилей совпадают и равны т, а частота первой гармоники пульсаций в т раз больше частоты выпрямляемого пере-мшного напряжения.

§ 6.6. Однофазные схемы выпрямителей

Основная однофазная схема характеризуется относительно плохими показателями выпрямления. В ней плохо используется трансформатор, получаются большие пульсации выпрямленного напряжения при низкой их основной частоте. Помимо этого, однофазные, как и двухфазные, схемы создают несимметричную нагрузку на трехфазную сеть.

Однако простота однофазных схем заставляет отдавать им предпочтение перед многофазными в целом ряде случаев, в особенности при получении высоких напряжений при малых токах нагрузки. Более часто из однофазных схем применяют основную схему, схему удвоения и схемы умножения напряжения.

Основную схему (см. рис. 6.18, а) применяют только при нагрузке, Начинающейся с емкости. Формы и величины токов в обмртках тран-

сформатора, напряжение на нагрузке были рассчитаны раньше. Поэтому ограничимся лишь расчетом вольт-ампер трансформатора и перечислением достоинств и недостатков этой схемы. -

Вольт-амперы вторичной обмотки, рассчитанные ранее [см. (6.45)],

VA,==PoB{A)D{A).

Вольт-амперы первичной обмотки вычислим без учета тока холостого хода трансформатора, что дает

VAx = /ip£i = п Vn,B/n = UqIB (А) УОЦА)-1. (6.69)

Вольт-амперы всего трансформатора

VAp = 0,5 (VAx+VA,) = 0,5 [У D{A)-l + D (Л)] В (Л) Р^. (6.70)

Наиболее часто значение функции Л (е) получается около 0,1. Такому значению соответствует 6 = 35°, В (А) = 0,94 и D (Л) = 2,5. Подставив эти числа в формулу, получим УЛр = 2,25 Pq, т. е. среднее значение коэффициента а^р для однофазной схемы равно 2,25.

Полученный результат показывает, что в обмотках трансформатора однофазного выпрямителя велики переменные составляющие токов по сравнению с током нагрузки. Из-за них габаритную мощность трансформатора приходится увеличивать более чем в 2 раза по отношению к выпрямленной мощности. Это один из существенных недостатков схемы. Другими недостатками являются: наличие, вынужденного подмагничивания, малая частота пульсаций и большая их величина (т = 1!), большие потери в схеме от переменных составляющих токов, значительное выходное сопротивление (малое число фаз).

Но данной схеме свойственны и некоторые достоинства. Как уже отмечалось, она прежде всего проста (один вентиль, трансформатор всего с двумя обмотками), а второе - относительно небольшое полное напряжение на вторичной обмотке трансформатора, так как среднее значение коэффициента В (А, х) близко к единице и £2 fo-

Пиковое значение обратного напряжения на вентиле,. равное на основе (6.36) удвоенной амплитуде 2£2т. ориентировочно получается почти в три раза больше выпрямленного:

E pm = 2E,m = 2V2UoB{A)2,66Uo. (6.71)

Схема удвоения напряжения (рис. 6.21, а) представляет собой два однофазных выпрямителя, построенных на одной вторичной обмотке трансформатора. Нанагрузке складываются их выпрямленные напряжения.

Относительно точки а (средней точки ветви, содержащей конденсаторы Ci и Са) верхний и нижний выпрямители создают одинаковые постоянные напряжения [/qi и foz. но противоположной полярности. Получается это потому, что верхний вентиль подсоединен ко вторичной обмотке своим анодом, а нижний - катодом.

Общее выходное напряжелие, снимаемое с двух конденсаторов, равно их сумме:

f/o = t/oi + f>o2 = 2f/o,. (6.72)

Каждый из выпрямителей отдает в свою нагрузку ток /q. Расчет величины коэффициента А проводится для каждого иЗ входящих в схему простых выпрямителей:

AnrIo/UQi = 2nrIjUo. . (6.73)

По проводу, соединяющему точки а и б, протекают два одинаковых постоянных тока, причем в разные стороны. Суммарный ток, протекающий через провод, равен нулю, efo можно исключить из схемы, т. е. построить выпрямитель по схеме рис. 6.21, б.

Напряжения на каждом- из конденсаторов oi и ог имеют пилообразную форму.г Наложив графики напряжений oi и ог на кривую э. д. с. вторичной обмотки трансформатора (рис. 6.21, в), определим интервалы времени, в течение- которых открыты вентили, и построим график тока во вторичной обмотке трансформатора. Этот ток равен сумме токов верхнего и нижнего вентилей (рис. 6.21, г). Ток вторичной обмотки не имеет постоянной составляющей и, следовательно, в схеме удвоения трансформатор работает без вынужденного подмагничивания.

Выпрямленное напряжение равно сумме напряжений и^ и (рис. 6.21, д). Помимо удвоения постоянной составляющей при сложении напряжений компенсировались первая и все остальные нечетные гармоники пульсаций. Таким образом, схема удвоения в отношении пульсаций ведет себя как двухфазная, хотя и состоит из двух однофазных выпрямителей.

Рабочий ток первичной обмотки имеет форму, совпадающую с формой тока вторичной обмотки (рис. 6.21, е), т. е. tp = ni, что позволяет записать

/ip = n/2- (6.74)

Поскольку импульсы токов верхнего и нижнего выпрямителей не перекрываются во времени и отличаются только сдвигом по фазе, то действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора, как и в мостовой схеме, в j/2 раз больше тока вентиля, т..е.

. /2 = К2/з. (6.75)

.Ток нагрузки, как в однофазной схеме,равен постоянной составляющей тока каждого из вентилей. Поэтому

Рис. 6.21

loDiA)

(6.76)