Ринцип действия и регулировочные свойства тиристорных двухполупериодных выпрямителей, страница 3

-  без диода VD: coscpj = с ;    (5)

-  с диодом VD: COS(p] = Vs .    (6)

По выражениям (5) и (6) построены энергетические характеристики (рис. \,г).

По ним можно определить степень повышения cos щ при включении диода VD.

Тиристорные выпрямители искажают форму и фазу входного тока. Форма тока учитывается коэффициентом искажения,

                                                             V l = I l ( l ) / I b                                                                             (7)

а фаза - коэффициентом сдвига первой гармоники входного тока относительно напряжения сети

                                                         со8ф1 = В1/Л/А? +В? =B1/Im(1).                                    (8)

Произведением этих двух энергетических показателей находят коэффициент мощности на входе выпрямителя

Bi

                                                      К_м = V! coscp! =               / I i ) (         '       )

Л/21Щ)

и окончательно

В выражениях (7), (8), (9) участвуют следующие величины: Ij, 1щ) и I^m(i) действующее значение входного тока, его первая гармоника и амплитуда первой гармоники, которые определяются из выражений:

A

Il= ^|1?(в) d6;                                     _{1 1 ( 1 ) = ^ ;} Im(i)=Vr + B?; ' e = cot!

V a где ij(0) - мгновенное значение входного тока; и Bj - коэффициенты ряда Фурье для первой гармоники определяемые по формулам

9

                                                  2Т                                                          2Т

                                        A_L =-ji1(e)cos6de            и           Вг =-Ji1(e)sin9de.

                                                     а                                                                           а

Указанные величины можно определить из временных диаграмм для мгновенного значения входного тока и его первой гармоники.

Выведем общие формулы для действующего значения входного тока Ij и коэффициентов ряда Фурье А^ и при работе выпрямителя на R- и ЯЬ^Ш - нагрузку с произвольными углами коммутации. а) Выражения для активной нагрузки:

I]= |— f 1^ sin² 0 d0 = Im ~ J(p - а) - (sin Р - sin а) cos((3 + а);

11

 71 271 а

А] =— flmsin0cos0d0 = — • sin(p - а) • sin(p + а);

71 7Г а

Р ^{в 2} msm0sin0d0 = -^Ii 2-(P-a)-^--sin(P-a)-sin(P + a). ^Т

1 =- fl

71 П ТС а

Заметим, что при естественной коммутации тиристоров р = тс, а при искусственной коммутации с симметричным управлением - Р = 71 — a. б) Выражения для нагрузки с бесконечно большой индуктивностью:

Р

| 4 d 0 = Imji(P-a);

a

                                    А  -2 J Pf                      0 d0 4Im . .p-a. . ,p + a4

                                    А^г =          I^m cos                 = — ^ • sin(- ) • sin(-            );

7C          71         2          2 a

                                    Bi = — Iо 2 ^fT m sin 0 d0 = —™ • sm(-• ала 4Im • / Р _0 Ч) • sm(-—-).  • /Р + а ч

л ^J к         2                  2 a

Здесь при естественной коммутации тиристоров будем иметь ввиду, что с шунтирующим диодом VD р = тг, а без диода VD - Р = 71 + a.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ

1)  Снять и построить семейство внешних характеристик при различном характере нагрузки.

Внешние характеристики - это зависимости Ud = f(ld) при R, = var и а, = const, где (i = 1 ... 5), (j = 1 ... 5) для Ri - , R;L - нагрузок, а также для RL - нагрузки с шунтирующим диодом VD.

2)  По опытным данным (таблица 1) рассчитать и построить области изменения регулировочных характеристик при различном характере нагрузки.

Это три области зависимостей с = f(a) при постоянной нагрузке. Необходимо для двух фиксированных значений R (Rmin и Rmax) опыт повторить три раза при R RL - и RL с VD - нагрузках.

3)  По опытным данным (таблица 1) рассчитать и построить области изменения энергетических характеристик управляемого выпрямителя.