Работа неуправляемого выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку. Полные мощности первичной и вторичной обмоток в случае соединения трансформатора в группы

Для ликвидации потока вынужденного намагничивания можно применить соединение вторичных обмоток трансформатора в зигзаг (рис. 2-12,а). При такой схеме соединения ток фазы вторичной обмотки обтекает одновременно две полуобмотки, расположенные на соседних стержнях, но только в разных направлениях. Благодаря этому м. д. с. первичной и вторичной обмоток по стержням полностью компенсируются и поток вынужденного намагничивания не возникает. Кривые токов в первичной и вторичной обмотках трансформатора для этого случая построены пунктиром на рис. 2-12,в.

Следует отметить, что выполнение вторичной обмотки по схеме зигзаг требует дополнительного расхода обмоточного провода, так как результирующие фазные напряжения вторичных обмоток и_а; и_ь; и_с формируются из разностей фазных напряжений вторичных полуобмоток (и'_а; и'_ь; и'_с) и равны, как видно из векторной диаграммы рис. 2-12,б, следующей величине:

                (2-108)

где, U'_2ф — действующее значение напряжения одной полуобмотки.

б) Работа неуправляемого выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку

При работе схемы с идеально сглаженным током изменится только форма токов, протекающих в элементах схемы. Кривые выпрямленного и обратного напряжения на вентиле останутся такими же, как при работе на чисто активную нагрузку. Следовательно, выведенные ранее соотношения для U_dи U_обмостаются справедливыми.

Токи через вентили и вторичные обмотки трансформатора i_a, i_b и i_c(показанные на рис. 2-10 сплошной линией) будут представлять собой блоки тока длительностью 120° с амплитудой, равной среднему выпрямленному току I_d. Определение формы токов, протекающих по обмоткам силового трансформатора, может быть проведено точно таким же методом, как и для случая работы схемы на активную нагрузку. Сплошными линиями на рис. 2-10, 2-11,6 и 2-12,0 представлены кривые токов в обмотках трансформатора для различных групп соединения (/Y; Y/Y; Y/Z).

Соотношения для токов в элементах схемы приводятся ниже для режима работы выпрямителя со сглаженным током. В подавляющем большинстве случаев подобный режим является наиболее типичным.

Величины среднего и действующего значений токов вентиля, действующих значений вторичного I₁ и первичного фазного тока I₂одинаковы для всех случаев соединения обмоток трансформатора и равны:

                                                       (2-109)

                                                (2-110)

                                          (2-111)

Величина типовой мощности трансформатора может быть рассчитана следующим образом.

Полные мощности первичной и вторичной обмоток в случае соединения трансформатора в группы Y/Y и /Y в номинальном режиме соответственно равны:

                                             (2-112)

                                            (2-113)

Отсюда типовая мощность трансформатора

                      (2-114)

В случае соединения вторичной обмотки трансформатора в зигзаг мощность первичной обмотки остается такой же, как и в группах Y/Y и /Y, а полная мощность вторичной обмотки может быть определена следующим образом:

                                (2-115)

Отсюда типовая мощность при соединении трансформатора в группу звезда—зигзаг или треугольник—зигзаг равна:

                          (2-116)

В результате коэффициент повышения расчетной мощности трансформатора для случая соединения обмоток Y/Y и /Y равен r_п=1,345, а в случае соединения обмоток Y/Z и /Z r_п= 1,46.

Необходимо отметить, что в случае работы реального трансформатора следует ожидать при использовании групп Y/Y и /Y дополнительного повышения расчетной мощности из-за наличия потока вынужденного намагничивания.

Коэффициенты использования вентилей по напряжению и току для всех схем будут соответственно равны:

                             (2-117)

в) Работа управляемого выпрямителя на активную нагрузку

Пусть управляющие импульсы подаются на вентили с некоторым смещением во времени по отношению к моменту их естественного отпирания (точка пересечения синусоид фазных напряжений). Смещение управляющих импульсов на некоторый угол а в сторону запаздывания задерживает вступление в работу очередного вентиля и затягивает работу предыдущего. На рис. 2-13,а и б показана кривая выпрямленного напряжения для двух различных углов регулирования. Естественно, что кривая тока i_d по своей форме повторяет кривую выпрямленного напряжения.

Нетрудно заметить, что имеются две характерные области регулирования. Первая находится в диапазоне  углов  и характеризуется режимом