Исследование трехфазных выпрямителей (Лабораторная работа № 11), страница 2

Уменьшение напряжения на нагрузке, вызванное влиянием реактивного сопротивления обмоток трансформатора, увеличивается с ростом тока I_Н, сопротивления X_Ти числа фаз выпрямителя m:

.

Рис. 11.2

При работе выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку, в отличие от активной, значительно сглаживаются пульсации выпрямленного тока I_Н. В пределе при неограниченном увеличении индуктивности нагрузки ()ток нагрузки спрямляется, а форма тока в фазах приближается к прямоугольной.

Мостовая схема выпрямления трехфазного тока. Мостовая схема выпрямления трехфазного тока (схема Ларионова) имеет две группы вентилей, катодную (VD1, VD3, VD5)и анодную (VD2, VD4, VD6). Общая точка катодной группы вентилей является положительным полюсом, анодной группы - отрицательным полюсом. В отличие от предыдущей, мостовая схема является двухполупериодной.

В любой момент времени в этой схеме работают два вентиля: один - из катодной, другой - из анодной группы. В идеальной схеме, работающей на активную нагрузку (рис. 11.3, а), открытие вентиля катодной группы происходит в момент пересечения соответствующих положительных и отрицательных участков синусоид фазных ЭДС. Последовательность работы отдельных вентилей в течение периода переменного напряжения можно проследить по диаграммам фазных ЭДС (рис. 11.3, б). Так, на участке t₁ - t₂ работает вентиль VD1 из катодной и VD4  из анодной группы.

Рис. 11.3

С момента t₂ вместо вентиля VD4вступает в работу вентиль VD6, в то время как VD1 продолжает работать еще в течение одной шестой периода, т.е. от  t₂ до  t₃. Затем, на смену VD1 приходит вентиль VD3 и т.д. Таким образом, каждый вентиль работает одну треть периода, .

Форма тока вентиля показана на рис. 11.3, в, г. Форма тока в нагрузке I_Н изображена на рис. 11.3, в. Ток i₂ вторичной обмотки трансформатора протекает дважды за период в противоположных направлениях (рис. 11.3, г).

Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (рис. 11.3, в) составляет q = 0,057, а частота пульсаций - 300 Гц, т.е. в два раза выше, чем в однополупериодной схеме. Поэтому мостовая схема выпрямления трехфазного тока эквивалентна шестифазной схеме выпрямления с нулевым выводом.

Среднее значение выпрямленного напряжения в мостовой схеме (m = 6) на холостом ходу

.

Обратное напряжение на неработающих вентилях в каждый момент времени определяется геометрической разностью фазных ЭДС, а его максимум равен амплитуде линейного напряжения,

.

Мостовая схема выгодно отличается от схемы с нулевым выводом благодаря хорошему использованию трансформатора , малому значению максимального обратного напряжения на вентилях  и небольшой пульсации выпрямленного напряжения.

Внешняя характеристика выпрямителя. Внешняя (нагрузочная) характеристика  является основной электрической характеристикой выпрямителя.

При небольшой мощности выпрямителя коммутационные процессы, вызванные индуктивным сопротивлением рассеяния трансформатора, можно не учитывать. Приблизительный расчет выходного напряжения выпрямителя с учетом внутреннего падения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, вентилях и элементах фильтра может быть выполнен по формуле:

, где  – выходное напряжение выпрямителя в режиме холостого хода;

R_Т – сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

R_пр – суммарное сопротивление открытых вентилей;

R_ф – суммарное сопротивление фильтра.

Предварительное задание к эксперименту