При включении индуктивного фильтра нагрузка выпрямителя становится активно-индуктивной. Процессы в схеме выпрямителя с нулевым выводом при активно-индуктивной нагрузке (рис. 2.16) рассмотрим по временным диаграммам (рис. 2.17).
Рис. 2.16. Выпрямитель с нулевым выводом активно-индуктивной нагрузкой.
Все процессы в выпрямителе до индуктивного фильтра совпадают с процессами в выпрямителе с нулевым выводом с активной нагрузкой. Отличие заключается в том, что под влиянием индуктивности ток в цепи нагрузки id получается сглаженным, он не спадает до нуля при Ud=0. Ток id отстает в цепи с индуктивностью по фазе от напряжения, и максимумы тока запаздывают по отношению к напряжению Ud. После индуктивного фильтра форма кривых тока id и напряжения Ud в нагрузке одинакова.
Если потери в дросселе принять равными нулю, то среднее значение напряжения в нагрузке Udнср и среднее значение выпрямленного напряжения Uаср будут одинаковы:
Udнср = Udср = 0.9 U2.
Если предположить, что индуктивность дросселя Lф®¥, то сглаживающее действие дросселя повышается и пульсации в кривой Udн уменьшаются до нуля, а на нагрузке действует только постоянная составляющая Ldнср.
Форма токов iа1 и iа2 также изменится, и будет определяться формой тока id в моменты проводимости диодов VД1 или VД2.
Рис. 2.17. Временные диаграммы работы выпрямителя с нулевым выводом на активно-индукционную нагрузку.
С увеличением Lф форма токов iа1 и iа2 стремится к прямоугольной. Их амплитуд равна Id » Udср / Rн , а среднее значение Iа = Id / 2 .
Для расчета трансформатора найдем действующие значения токов I2 и I1:
I2 = Id / Ö2, I1 = Id / n.
Изменятся по сравнению с режимом активной нагрузки и соотношения для мощностей S1, S2 и Sт:
S1 = U1I1 – 1.11 Pd , S2 = 2 U2 I2 = 1.57 Pd ,
ST = (S1 + S2) / 2 = 1.34 Pd .
Обратное напряжение на диодах определяется, как и при активной нагрузке, суммарным напряжением двух вторичных обмоток трансформатора, поэтому:
Uв max = 2 Ö2 U2.
Исходя из выражения для коэффициента сглаживания S1 при работе индуктивного фильтра:
Сглаживающая способность фильтра повышается с увеличением числа фаз выпрямления (m) и индуктивности Lф, а также уменьшением сопротивления нагрузки Rн.
С увеличением мощности нагрузочного устройства сопротивление Rн уменьшается. Поэтому использование индуктивного фильтра эффективно в выпрямителях со средней и большой мощности, в маломощных выпрямителях, где Rн достаточно велико, индуктивный фильтр менее эффективен, так как с целью выполнения условия ωd1 Lф >> Rн придется значительно повышать Lф.
Для использования индуктивного фильтра в выпрямителях небольшой мощности сопротивление нагрузки переменному току уменьшают, включая параллельно нагрузке конденсатор Сф, применяя Г-образный CL-фильтр (рис. 2.11). Этим можно создать самостоятельную цепь протекания переменной составляющей тока, обусловленную переменной составляющей напряжения Ud, в обход цепи нагрузки.
При использовании емкостного фильтра для сглаживания пульсаций выпрямленного тока нагрузка выпрямителя становится активно-емкостной, и временные диаграммы, иллюстрирующие работу такой схемы, меняются. Рассмотрим работу выпрямителя с нулевым выводом с емкостным фильтром (рис. 2.18).
|
Рис. 2.18. Выпрямитель с нулевым выводом и С-фильтром.
Конденсатор Сф, включенный параллельно нагрузке, изменяет режим работы выпрямителя, так как поведение схемы зависит от процессов заряда и разряда конденсатора Сф, и схема начинает работать в импульсном режиме. Состояние диодов VД1 и VД2 зависит не только от фазы напряжений U2-1 и U2-2, но и от соотношения их величины с напряжением на конденсаторе Сф.
На временных диаграммах (рис. 2.19) рассмотрим интервал, когда U2-1 > 0 и Uсф = Ud >½U2-1½.
Рис. 2.19. Временные диаграммы работы выпрямителя с нулевым выводом с С-фильтром.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
