Рассмотрим работу схемы на отдельных интервалах.

Рис. 3.21

Интервал . На этом интервале тиристор закрыт, ток тиристора и напряжение на нагрузке практически равны нулю.

При на управляющий электрод тиристора подается управляющий импульс u _у и тиристор открывается. При этом ток анода тиристора i практически мгновенно возрастает и оказывается больше тока выключения, поэтому после окончания управляющего импульса тиристор удерживается в открытом состоянии.

Интервал . На этом интервале тиристор открыт, напряжение на нагрузке практически равно сетевому напряжению - , а ток нагрузки - =u_d/R_н.

Интервал . На этом интервале тиристор закрыт, а состояние схемы будет таким же, как и на интервале .

На интервалах где i =0,1,2,..., работа схемы идентична работе на интервале .

На рис. 3.21, б приведены диаграммы для случая, когда угол регулирования имеет большую величину по сравнению с рис. 3.21, а.

Как видно из приведенных на рис. 3.21 диаграмм, напряжение на нагрузке имеет вид положительных импульсов, частота которых равна частоте сетевого напряжения.

Мгновенное значение напряжения на нагрузке u_d () равно сетевому напряжению u _с() на интервалах, когда тиристор открыт, и равно нулю на интервалах, когда тиристор закрыт. При работе преобразователя на обмотку возбуждения или якорь ДПТ в качестве выходной переменной УВ рассматривают среднее (за период) значение выпрямленного напряжения U _ср (постоянную составляющую выпрямленного напряжения). Геометрически U _ср можно определить следующим образом. Построим прямоугольник шириной 2 , площадь которого равна площади фигуры, ограниченной кривой мгновенного напряжения на нагрузкеu_d и осью абцисс. Высота полученного прямоугольника будет равна среднему значению напряжения на нагрузке. Очевидно, что значение U _ср зависит от угла регулирования . Величина среднего значения напряжения на нагрузке находится из выражения

где - среднее значение выпрямленного напряжения при угле регулирования =0.

Полученное выражение описывает зависимость среднего значения напряжения на нагрузке от угла регулирования - U _ср() и представляет собой регулировочную характеристику. Из выражения видно, что при изменении угла в пределах среднее значение напряжения на нагрузке U_ср() изменяется в пределах и уменьшается с увеличением угла регулирования. Последнее иллюстрируется значениями U_ср на рис. 3.20.

При активной нагрузке выходное напряжение УВ равно падению напряжения на сопротивлении нагрузки: u ()=Ri(). Поэтому среднее значение тока и среднее значение напряжения связаны соотношением