Трехфазная мостовая схема выпрямления

Схема и временные диаграммы токов и напряжений трехфазного мостового выпрямителя (схема Ларионова) при идеализированных условиях а = 0, Ьа = 0, ? = 0, г||р = 0) изображены на рис. 4.13.

В схеме последовательно соединены две трехфазные выпрямительные группы: анодная К02, К?>4, К06 и катодная УЕ), УВ3, УВ5, каждая из которых повторяет работу трехфазной схемы с нулевым выводом. Следовательно, при таком же значении ЭДС вторичной обмотки трансформатора Ел, как и в трехфазной схеме с нулевым выводом, данная схема имеет среднее выпрямленное напряжение V^ в два раза больше, или, наоборот, при том же значении ЭДС Ел будет в два раза меньше л=0,ЛЪ1}^).

Трехфазный мостовой выпрямитель при активной нагрузке

Рис. 4.13. Трехфазный мостовой выпрямитель при активной нагрузке

а = 0, Ьа = О, Ь = 0, гпр = 0):

а - эквивалентная схема; б - диаграммы токов и напряжений

В мостовой схеме одновременно пропускают ток два вентиля: один - с наиболее высоким потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы вентилей, а другой - с наиболее низким потенциалом катода из анодной группы вентилей. Так, например, в интервале 1-2 (см. рис. 4.13, б) пропускают ток вентили УО и К04, в интервале 2-3 - вентили УО и К06, в интервале 3-4 - вентили ??>з и УВ6 и т. д.

В интервале 1-2 выпрямленное напряжение ис/ определяется разностью фазных ЭДС в - е2 (на рис. 4.13,6 эта разность заштрихована), в интервале 2-3 напряжение ис1=е - е2 и т. д. Таким образом, выпрямленное напряжение имеет шестифазные пульсации, хотя продолжительность работы каждого вентиля осталась такая же, как и в трехфазной схеме с нулевым выводом.

Режим га = 0, ?й Ф 0, ?,/ = со

Эпюры токов и напряжений трехфазного мостового выпрямителя для режима активно-индуктивной нагрузки показаны на рис. 4.14. Кривые токов и напряжений построены при тех же допущениях, которые были приняты для нулевых схем: Ь(/ = оо, га = 0; вентили идеальны, питающие ЭДС синусоидальны.

Как следует из кривых изменения напряжений, показанных на рис. 4.14, в течение периода изменения синусоидальной ЭДС трансформатора имеет место интервалов повторяемости схемы. Выпрямленное напряжение имеет пульсации, число которых равно за период фазной ЭДС. В мостовом выпрямителе нет вынужденного намагничивания сердечника трансформатора, так как фазный ток не содержит постоянной составляющей. В мостовом выпрямителе могут иметь место режимы работы с различным числом одновременно проводящих вентилей. На рис. 4.14 показан нормальный режим работы трехфазной схемы с одновременной работой вентилей группами по 2 и 3. Этот режим является основным и характерен для правильно спроектированного и загруженного выпрямителя. Увеличение тока нагрузки более номинального может привести к одновременной работе вентилей группами по 3-3 и 3-4. Эти режимы обычно рассматриваются как аномальные и в большинстве случаев могут допускаться только кратковременно.

Рассматривая интервалы повторяемости работы вентилей, выделим два подинтервала: коммутационный - длительностью у и внекоммутационный -

длительностью . Рассматривая режим коммутации, убеждаемся в его

полной идентичности коммутации вентилей в нулевой схеме выпрямления.

Следовательно, выражения, описывающие этот процесс для нулевой схемы (4.47), (4.48), полностью справедливы и для мостового выпрямителя.

Эпюры токов и напряжений трехфазного мостового выпрямителя

Рис. 4.14. Эпюры токов и напряжений трехфазного мостового выпрямителя

при га = 0, Ьа Ф О, Ь,1 = со

Линеаризируя криволинейную трапецию фазного тока трансформатора по методике, изложенной выше, получим интегральные значения тока, потребляемого выпрямителем от питающей сети. Среднее значение фазного тока равно 0, а действующее определяется выражением:

Коэффициент использования трансформатора по току определяется как

и его численное значение в раз больше, чем в нулевой схеме, при прочих равных условиях.

Выпрямленное напряжение мостового выпрямителя определяется по методике, использованной для нулевых схем. Среднее значение напряжения нагрузки в 2 раза превышает для нулевых схем:

Коэффициент использования напряжения питающего трансформатора равен:

Использование мощности питающего трансформатора характеризуется коэффициентом использования:

Численные значения кпс для мостовых схем существенно больше, чем для нулевых. Максимального значения, так же как и для нулевых схем, коэффициент использования достигает для трехфазных выпрямителей (величина кж может достигать 0,95).

Таким образом, высокий коэффициент использования трансформатора, эффективное использование вентилей, отсутствие в сердечнике потоков вынужденного намагничивания, малый уровень пульсаций выпрямленного напряжения определяют широкое практическое применение трехфазных мостовых схем выпрямления.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >