Однотактные и двухтактные выпрямители: схемы, основные характеристики. Анализ работы выпрямителя при емкостном характере нагрузки. Трансформатор типа «длинная линия». Устройство, режимы работы, основные характеристики синхронных и асинхронных машин переменного тока

индуктивный характер реакция нагрузки на выпрямитель будет определяться этой индуктивностью.

, где SC- площадь поперечного сечения сердечника, lср – длинна силовой линии магнитного поля. В качестве эл-та индуктивности в схеме выступает катушка с ферромагнитным сердечником в которой как правило имеется зазор. Введение зазора увеличивает индуктивность. Рассмотрим как влияет индуктивная нагрузка на однофазный однотактный выпрямитель(рис. 1.3 (а)).Как мы видим, ток вторичной обмотки i2 совпадает с током диода iv и включает в себя свободную i2св и вынужденную i2вн составляющие. Это вытекает из следующего соотношения: U2 = Lф*di2/dt + R*i2, т.е. i2 = i2вн + i2св. i2вн = Im*sin(ωt- φ),

i2св = Im*sinφ*еxp(-t/τн), в свою очередь τн = Lф/R; Lф – индуктивность дросселя фильтра, R= Rн + rт + rv; где rт и rv  - резистивные сопротивления обмоток трансформатора и открытого диода(вентиля). Приведенные диаграммы на рис. 1.3 б указывают на то что ток в цепи нагрузки плавно нарастает после открытия вентиля и более резко спадает в конце интервала проводимости ωt = λ. В момент времени t=0, i=0; Uн = i*Rн; UL = L*(di/dt); Uв = UL + Uн. Таким образом чем больше значение L тем меньше постоянная составляющая выпрямленного напряжения. Так же характерной особенностью этой схемы является то, что при любой постоянной времени ток нагрузки остается прерывистым. Но у данной схемы существует много недостатков, например низкий коэфицент мощности, прерывистый характер выпрямленного тока и резко падающая внешняя характеристика, поэтому на практике используется модификация рассмотренной схемы, отличающаяся наличием «обратного» диода (рис. 1.4, а). Функция данного диода VD2 заключается в том, что он создаёт разрядный контур, по которому замыкается ток в обратном полупериоде (π<ωt<2π), поддерживаемый за счет накопленной энергии в магнитном поле индуктивности Lф в течении первого полупериода(0<ωt<π).Обратим  внимание на то что в данной схеме пульсации тока iн уменьшаются с ростом τн = Lф/R, а постоянная составляющая I0 остаётся неизменной. При достаточно больших значениях постоянной времени τн импульсы токов iv1 и iv2 становятся почти прямоугольными.(рис 1.4 б)

Но и в этой схеме остаются существенные недостатки, такие как большое значение габаритной мощности, вынужденное намагничивание магнитопровода траснсформатора, которые существенно ограничивают её применение. От таких вот недостатков свободна двухтактная схема выпрямителя(рис. 1.5 а). Значение индуктивности Lф в данном случае определяет только уровень напряжения на нагрузке и не влияет на его постоянную составляющую и интервал проводимости диодов, что характерно для всех схем с m ≥ 2. Временные диаграммы токов и напряжений приведены на рис. 1.5 б

4. Влияние индуктивностей рассеяния и резистивных сопротивений обмоток трансформатора на работу выпрямителей.

1) Влияние индуктивностей рассеяния обмоток трансформатора на работу выпрямителей

Рассмотрим m-фазный выпрямитель

i_н=const=I₀ – постоянная составляющая тока вторичной обмотки

L₁ – индуктивность дросселя; L_a – индуктивность рассеяния вторичной обмотки трансформатора; L_a= L_s2+L_s1n²+L_vd+L_м

n=w₂/w₁; L_a1=L_a2=L_a

2 контура: фаза, выходящая 1; фаза, вступающая в работу 2

U_в = e₂₁-L_a di₂₁/dt = e₂₁-X_a di₂₁/dωt; (Х_а=ωL_a)

U_в=e₂₂-Х_а di₂₂/dωt

2U_в=e₂₁+e₂₂-X_a d(i₂₁+i₂₂)/dωt; d(i₂₁+i₂₂)/dωt=0, т.к. i₂₁+i₂₂=I₀

U_в=(e₂₁+e₂₂)/2

e₂₁=E₂ cos(ωt+π/m)

e₂₂=E₂ cos(ωt-π/m)

m – фазность выпрямителя

Процесс коммутации фаз происходит в течение некоторого промежутка времени γ (угол перекрытия фаз).

За счет возникающих в них ЭДС самоиндукции, ток в работающей фазе