Ринцип действия и регулировочные свойства тиристорных двухполупериодных выпрямителей, страница 2

                                                                                                   ^{£ = =} U _{d a} / U _{d 0} =cosa.                      (1)

В интервале от 0 до а рад ток нагрузки проводит тиристор VS2, а к тиристору VS1, находящемуся в закрытом состоянии, прикладывается прямое напряжение. В промежутке от а до 71 + а тиристор VS1 открыт и напряжение между анодом и катодом равно нулю (рис. 2, ж). При Э = 71 + а происходит коммутация тока с VS1 на VS2, и к тиристору VS1 сразу прикладывается обратное напряжение.

При значительной индуктивности нагрузки Ld —> 00 кривые тока через тиристоры и первичную обмотку трансформатора (рис. 2, а, г д) имеют прямоугольную форму.

К недостатку выпрямителей с естественной коммутацией тиристоров следует отнести снижение cos ф] первой гармоники входного тока и увеличение процента высших гармонических составляющих в кривой выходного напряжения и входного тока при увеличении а в процессе регулирования выпрямленного напряжения.

Уменьшить влияние выпрямителя на величину потребляемой реактивной мощности можно путем включения параллельно нагрузке так называемого нулевого диода VD (рис. 1, а). На рис. 3 представлены кривые токов и напряжений в однофазной схеме со средней точкой и нулевым диодом в предположении, что индуктивное сопротивление обмотки возбуждения Ld » Rd .

В момент 0 = 71, когда напряжение на нагрузке стремится изменить полярность

(рис. 3, б), включается нулевой диод VD (рис. 3. в) и перехватывает ток нагрузки ц , поддерживаемый в обмотке возбуждения за счет эл.с. самоиндукции. Тиристор VS1 выключается (рис. 3, д), так как напряжение и'2 на нем становится отрицательным.

Диод VD будет проводить ток вплоть до момента 71 + a. пока не включится тиристор VS2 (рис. 3, ж). Напряжение на нагрузке скачком возрастает до положительного напряжения, определяемого углом а (рис. 3, а), и диод VD запирается. В интервалах от ТС до 71 + а напряжение U ^{d a} на нагрузке равно нулю. При закрывании VS2 в момент 2тс вновь включается диод VD и проводит до момента открытия тиристора VS1. Далее процессы в схеме повторяются.

Таким образом, диод VD дважды за период сетевого напряжения включается в работу на промежуток времени, определяемый углом ОС. Форма выходного напряжения щ и зависимость U^d = f (а) при включении диода VD такая же, как при работе выпрямителя на активную нагрузку. Как следует из рис. 3. а, первая гармоника первичного тока всегда смещена относительно синусоиды фазного напряжения на угол а/2 (а не на а, как в схеме без нулевого диода). Из этого следует, что coscpj выпрямителя с нулевым диодом имеет большее значение.

I

Рис. 3 - Диаграммы однофазного выпрямителя с шунтированием нагрузки встречным диодом VD.

Напряжение на RL - нагрузке с шунтирующим диодом VD :

                                             ттUda = - J V2U                         1 Г /отт' •ТС     2 sin 0(10 = ала 2V2 , l + cosa/  U 2 (               )4 - U тт ,1 + cosa, d o (                       )

a

и степень его регулирования

                                                          ил™      1 + COS ОС         2 ос

                                                S = —— = = c o s ^z —.                                   (2)

                                                           U^da              2                      2

По выражениям (1) и (2) построены регулировочные характеристики однофазного выпрямителя с естественной коммутацией (рис. 1, б).

Коэффициент сдвига фазы первой гармоники входного тока:

-  без диода VD: coscpi = c o s a ;        (3) a

-  с диодом VD: coscpj =cos—.     (4)

По выражениям (3) и (4) можно построить теоретические зависимости COS(pi = f (а) (рис. 1, в) и сравнить их с экспериментальными.

Сопоставляя выражения (1) с (3) и выражения (2) с (4) можно установить тождества: