Исследование влияния сглаживающих фильтров на пульсации выпрямленного напряжения в выпрямителе, страница 4

Равенство /6/, где  обозначается через В(), используется при расчете выпрямителей, нагруженных на емкость, для определения необходимого значения U₂ при заданном значении выпрямленного напряжения U₂. При этом нужно еще знать значение угла отсечки , который будет иметь место в выпрямителе. Для определения  можно воспользоваться следующим физическим соотношением. Среднее значение тока, протекающего через диод Д1, должно равняться среднему значению тока I₀, протекающего через нагрузку R_H. Ток через диод протекает только в пределах угла отсечки. При этом мгновенное значение ЭДС в цепи, очевидно, равно , а сопротивление цепи определяется, сопротивлением трансформатора и сопротивлением диода, так что мгновенное значение тока через диод i(t) будет:

а среднее значение тока за период будет:

.

Выполнив интегрирование и приняв во внимание, что в соответствии с /6’/ , получается:

 или                /7’/

Если выпрямитель выполнен так, что выпрямляется не одна, а m фаз, то среднее значение тока через диод Д1 должно быть, очевидно, не Io, a Io/m и тогда равенство /7’/ будет иметь вид:

                 /7/

Вспомнив, что , равенство /7/ приводится к виду

                      /8/

Равенство /8/ может быть использовано для расчета нагрузочной характеристики выпрямителя. Под нагрузочной характеристикой выпря­мителя понимается зависимость выпрямленного напряжения Uo на нагрузке от значения тока нагрузки Io. Физически причины этой за­висимости объясняются следующим образом. В готовом выпрямителе значение напряжения U_2m на вторичной обмотке трансформатора остается неизменным. При изменении сопротивления нагрузки R_H изме­няется ток нагрузки I₀ и тогда, в соответствии с /8/, изменяется угол отсечки  в выпрямителе, а, следовательно, в соответствии с /6’/, изменяется и значение выпрямленного напряжения Uo на наг­рузке.

Поэтому обычно рекомендуют следующий порядок расчета нагру­зочной характеристики выпрямителя:

1. Для выпрямителя считаются известными значения r, m и U_2m.

2. Задаются текущим значением I₀ и определяют величину .

3. Решают уравнение /8/ и определяют значение . Однако, вместо уравнения /8/, можно пользоваться построенными графиками зависи­мости , имеющимися в учебнике и справочниках.

4. Определяют соответствующее значение .

5. Результаты сводятся в таблицу:

I0

6. Строят график зависимости U₀=f(I₀).

Недостатком такого расчета нагрузочной характеристики явля­ется сравнительно небольшая точность. Низкая точность расчета об­уславливается качеством приводимых в справочниках кривых зависи­мости . Точность построения нагрузочной характеристики можно повысить, если отказаться от использования указанных гото­вых кривых зависимости , а провести расчет самостоя­тельно, используя простейшие программируемые микрокалькуляторы, например, "Электроника MK-61".

При этом, чтобы избежать решения трансцендентного, относитель­но , уравнения /8/, можно рекомендовать следующий порядок расчета:

1. Для выпрямителя считают известными значения r, m и U_2m.

2. Задаются текущим значением .

3. В соответствии с /8/ определяют соответствующее значение I₀

             /8’/

4. Определяют соответствующее значение Uo

5. Результаты сводятся в таблицу

6. Строят график зависимости Uo=f(Io). При этом весь расчет может быть выполнен на микрокалькуляторе по заданной программе с определенным шагом изменения . Счет будет остановлен после получения значения I₀ больше некоторого задавае­мого значения I_0макс.