Режим прерывистого тока вентильных преобразователей. Основные параметры, страница 2

.                                      (1.67)

Работу выпрямителей в режиме прерывистого тока можно рассмотреть на следующих примерах.

1.8.1. Для однофазной нулевой схемы выпрямления, содержащей шунтирующий вентиль (рис. 1.29), определить средние значения тока и напряжения нагрузки, действующие значения токов через вентили. Построить кривые мгновенных значений выпрямленных токов и напряжения. Действующее значение ЭДС первичной обмотки трансформатора =380 В, коэффициент трансформации =1,73, активное сопротивление нагрузки =0,3 Ом, индуктивность нагрузки =0,02 Гн, противоЭДС =20 В, угол управления = 60°.Трансформатор и вентили идеальные.

Рис. 1.29. Однофазная нулевая схема с шунтирующим вентилем

Расчет искомых параметров производится следующим образом.

1) Находится действующее значение ЭДС вторичных обмоток трансформатора

В.

2) Находится угол включения , определяемый значением противоЭДС нагрузки

°.

Поскольку угол включения  определяемый противоЭДС нагрузки, меньше угла отпирания , то момент времени, с которого вентили будут проводить ток, совпадает с углом отпирания =60 °.

3) Подсчитывается относительное значение противоЭДС  и . По диаграмме (см. рис. 1.27), по заданному углу отпирания  определяется угол выключения :

;

;

°.

Полученное значение угла выключения  значительно больше значения угла выключения, определяемого противоЭДС нагрузки , следовательно, ток в нагрузке будет иметь непрерывный характер. Включение шунтирующего вентиля  будет происходить в момент времени, когда потенциал его анода станет выше потенциала катода, то есть в точке, определяемой углом =176,3° (рис. 1.30).

4) Среднее значение выпрямленной ЭДС в соответствии с (1.64) при =2 равно

В.

а среднее значение тока нагрузки в соответствии с (1.65) равно

А.

Поскольку ток в нагрузке имеет непрерывный характер, а трансформатор и вентили идеальные, с достаточной точностью можно считать, что переключение токе нагрузки с вентиля на вентиль происходит мгновенно, а ток через вентиль в период его проводящего состояния остается неизменным и равным среднему значению тока нагрузки. Тогда действующее значение тока через вентили  и , равное действующему значению тока вторичной обмотки, находится по формуле:

А.

Рис. 1.30. Токи и напряжения в однофазной нулевой схеме с шунтирующим вентилем

а действующее значение тока через шунтирующий вентиль по формуле:

А.

Кривые токов и напряжений приводятся на рис.1.30.

1.8.2. Для схемы (рис. 1.31) рассчитать средние значения тока и напряжения нагрузки, действующие значения токов обмоток трансформатора и действующие значения тонов через вентили. Построить кривые мгновенных значений выпрямленных тока и ЭДС, токов вентилей. Значение ЭДС первичной обмотки трансформатора =220 В, коэффициент трансформации =2, активное сопротивление нагрузки =1 Ом, индуктивность нагрузки =0,0017 Гн, противоЭДС =80 В, угол управления =20°. Трансформатор и вентили идеальные.

Расчет производится следующим образом.

1) Определяется действующая ЭДС вторичной обмотки трансформатора

В.

Рис.1.31. Однофазная мостовая схема с противоЭДС

2) Находится угол включения, определяемый значением противоЭДС нагрузки:

.

Значение угла включения  больше заданного угла отпирания . Следовательно момент времени, с которого вентили будут проводить ток, совпадает с углом включения .

3) Подсчитывается относительное значение противоЭДС ,  и по диаграмме (см. рис. 1.27) для полученного угла включения 31° определяется угол выключения

,

 

Поскольку , то преобразователь будет работать в режиме прерывистой проводимости.

4) Среднее значение выпрямленной ЭДС  согласно выражению (1.64) при =2 равно

В, а среднее значение выпрямленного тока согласно (1.65) равно

А.

5) Мгновенное значение выпрямленного тока будет совпадать с мгновенным значением тонов через вентили и согласно выражению (1.66) рассчитывается по формуле:

По этой формуле строится кривая изменения тока нагрузки, которая приведена на рис.1.32.

Рис. 1.32. Токи и напряжения в однофазной мостовой схеме с противоЭДС

6) Действующее значение тока через вентили  согласно выражению (1.67) находится как:

После интегрирования последнего выражения и подстановки численных параметров получается

А.

Действующее значение тока вторичной обмотки силового трансформатора рассчитывается по формуле:

А.