3. Сложные нулевые схемы выпрямления
Любая сложная схема выпрямления – результат параллельного или последовательного соединения простых схем. Рассмотрим следующие сложные схемы выпрямления.
3.1. Сложная шестипульсовая нулевая схема выпрямления
параллельного типа (схема Кюблера)
Сложная шестипульсовая нулевая схема выпрямления параллельного типа предложена инженером Кюблером в 1916 г. Схема состоит из двух трехпульсовых секций, соединенных параллельно (рис. 18, а).
Конструктивное отличие секций в том, что одна из них собрана на вентильной обмотке, соединенной в прямую звезду (в точку О1 собраны начала обмоток), а другая – на обмотке, соединенной в обратную звезду (в точку О2 собраны концы обмоток). В результате векторы напряжений соответствующих фаз (а1 и а4, b3 и b6, c2 и с5) оказываются в противофазе друг другу, что обусловливает симметричную систему векторов со сдвигом в 2π/6. Векторная диаграмма напряжений приведена на рис. 18, б, а временные диаграммы электромагнитных процессов – на рис. 18, в-и.
Катоды вентилей, объединенные в точку К, образуют положительный вывод системы выпрямленного напряжения. Отрицательный вывод системы образуется средней точкой О уравнительного реактора (УР), который включен между нулевыми точками О1 и О2 звезд и обеспечивает параллельное соединение секций. Такое конструктивное выполнение схемы и определило другое ее название «две обратные звезды с уравнительным реактором».
Выше было доказано, что из всех вентилей в данный момент времени открыт тот, который имеет положительный и максимальный потенциал на аноде. В рассматриваемой схеме должно быть открыто два вентиля, а это возможно достичь, если выровнять потенциалы на их анодах и оставить их большими по сравнению с потенциалами на анодах других вентилей. Эту задачу выполняет уравнительный реактор, конструктивное исполнение которого приведено на рис. 19, а принцип работы его заключается в следующем.
Рис. 18. Шестипульсовая сложная нулевая схема выпрямления
параллельного типа (схема Кюблера), векторная и временные диаграммы
электромагнитных процессов в ней
Если через вентиль, например, VD1, протекает ток, то он обусловит создание магнитного потока Ф1 в сердечнике УР и за счет энергии, затраченной на создание этого потока, напряжение нечетной звезды (фазы а1) уменьшается на величину uур. Магнитный поток Ф1 пересекая витки вторичной обмотки реактора наводит в ней ЭДС, равную uур, которая увеличивает напряжение четной звезды (фазы с2). Это приводит к выравниванию потенциалов фаз а1 и с2. Через вентиль VD2 начнет протекать ток, а обусловленный им магнитный поток Ф2 будет направлен встречно магнитному потоку Ф1. Разность потоков будет обеспечивать выравнивание токов через параллельно включенные вентили VD1 и VD2. Таким образом, ток нагрузки будет протекать одновременно по двум обмоткам двух фаз разных звезд, а продолжительность работы каждого из вентилей λ составит 2π/3 (при отсутствии УР λ = 2π/6). Именно потому, что по обмоткам течет лишь половина тока нагрузки и они работают вдвое большее время, достигается лучшее использование активных материалов трансформатора.
Рис. 19. Конструкция уравнительного реактора
Из схемы ясно, что во внекоммутационный период выпрямленное напряжение между точками К и О равно:
(59)
Таким образом
(60)
т. е. выпрямленное напряжение равно полусумме мгновенных значений напряжений нечетной и четной звезд (рис. 18, в).
С учетом этого определим среднее значение выпрямленного напряжения при холостом ходе выпрямителя. Проведем ось y через амплитудное значение пульсации выпрямленного напряжения (рис. 18, в) и рассмотрим эту пульсацию на периоде ее длительности, т. е. на интервале от -π/6 до π/6.
(61)
Или 
Условия работы вентилей определяются процессами, приведенными на рис. 18, г, ж, при этом
(62)
Действующее значение тока вентильной обмотки в соответствии с рис. 18, е определится как
.
(63)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.