Коммутация вентилей в схемах выпрямителей. Среднее значение или постоянная составляющая падения выпрямленного напряжения, обусловленного коммутацией, страница 3

На межкоммутационных интервалах ток в двух работающих фазах трансформатора и двух работающих вентилях равен току нагрузки .

Внешняя характеристика трехфазного мостового выпрямителя может быть рассчитана по выражению (1.57), где полагают =6 , или по выражению (1.58).

В однофазной мостовой схеме на интервале коммутации проводят ток одновременно все четыре вентиля, вследствие чего процесс коммутации не может рассматриваться отдельно в каждой из вентильных групп.

В однофазной мостовой схеме ток двух вступающих в работу вентилей расположенных на одной диагонали моста, например  и , равен [4]

,                                  (1.59)

Рис 1.21. Внешние характеристики в относительных единицах

а для заканчивающих работу вентилей  и , расположенных по другой диагонали моста,

,                               (1.60)

Угол коммутации  определяется по формуле:

.                                       (1.61)

На межкоммутационных интервалах ток в двух работающих вентилях и вторичной обмотке трансформатора равен току нагрузки .

Процесс коммутации искажает токи вентилей преобразователя и токи фаз трансформатора. Произвести оценку этого искажения можно на примере однофазной мостовой схемы.

Ток любого из вентилей однофазной мостовой схемы имеет три характерных участка: на первом участке происходит нарастание тока на интервале коммутации  от нуля до тока нагрузки ; на втором участке, начинающемся после окончания коммутации, ток вентиля постоянен и равен току нагрузки ; на третьем участке происходит уменьшение тока от значения  до нуля. Длительность второго участка в однофазных схемах составляет . Токи вентилей на интервалах коммутации можно с достаточной точностью считать изменяющимися линейно, то есть на первом участке ток равен , а на третьем . С учетом того, что интервал повторяемости токов равен 2 и начало отсчета текущего угла  в начале импульса тока вентиля, средний ток вентиля равен

.

Из последнего выражения следует, что при линейном изменении токов в процессе коммутации среднее значение токов вентилей такое же, как и при мгновенной коммутации. Аналогично может быть показано, что не будет изменяться среднее значение токов вентилей и в других схемах выпрямителей.

Следует отметить, что при учете точного изменения мгновенных токов на участках коммутации, действующие и средние значения токов вентилей и фаз трансформатора очень мало отличаются от аналогичных значений при мгновенной коммутации.

Таким образом, при расчете параметров основных элементов силовых схем коммутацию можно не учитывать.

Выпрямленное напряжение  на интервалах коммутации в однофазных нулевых и мостовых схемах равно нулю.

Внешняя характеристика однофазного мостового преобразователя может быть рассчитана по формуле:

,                                        (1.62)

либо по формуле (.1.58).

Процесс коммутации вентилей управляемых выпрямителей более подробно рассмотрен в [3, 4, 6].

Расчет коммутационных процессов и внешних характеристик схем управляемых выпрямителей можно рассмотреть на следующих примерах.

1.6.1. Рассчитать и построить кривые мгновенных значений выпрямленного напряжения  и токов вентилей в однофазной мостовой схеме (см. рис.1.6), Рассчитать и построить внешнюю характеристику. ЭДС питающей сети = 220 В, частота питающей сети = 50 Гц. Коэффициент трансформации силового трансформатора = 2, индуктивность рассеяния фазы трансформатора = 0,001 Гн. Угол управления вентилями .  Противо-ЭДС в цепи нагрузки отсутствует. Активное сопротивление цепи нагрузки =1 Ом. Индуктивность в цепи нагрузки велика, что позволяет считать выпрямленный ток идеально сглаженным.

Порядок расчета следующий:

1) Определяется действующее значение напряжения вторичной обмотки

В.