ТОП 10:

Схема трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя



 

Схема трехфазного мостового выпрямителя (схема Ларионова) и временные диаграммы, характеризующие ее работу, показаны на рис. 4.2. В этой схеме последовательно соединены две трехфазные выпрямительные группы, каждая из которых повторяет работы трехфазного нулевого выпрямителя.

 

Рис. 4.2. Схема трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя (а) и временные диаграммы выпрямителя при L → ∞, (б – и)

 

Вентили схемы образуют две группы: катодную, с общей точкой соединения катодов (вентили 1,3,5) и анодную, с общей точкой соединения анодов (вентили 2,4,6). Нагрузка подключена между точками соединения катодов и анодов вентилей.

Анализ работы схемы проводится при RL-нагрузке, наиболее распространенной на практике. Приняв потенциал общей точки звезды вторичной обмотки трансформатора за нуль, можно считать, что напряжение на нагрузке есть сумма двух 3-х фазных нулевых схем выпрямления, собранных на вентилях катодной и анодной групп

 

ud = φd(+) – φd(-), (4.11)

 

где φd(+) – потенциал катодов вентилей катодной группы;

φd(-) – потенциал анодов анодной группы вентилей.

Из сказанного следует, что в отличие от нулевой схемы, где ток нагрузки создается под действием фазного напряжения, в мостовой схеме ток создается под действием линейного напряжения.

Обратимся к схеме. Ток нагрузки протекает через два вентиля, один из которых расположен в катодной группе, а другой – в анодной группе. Контур тока нагрузки при открытых вентилях 1 и 6 показан на рис 4.2,а. В катодной группе открыт тот вентиль, напряжение анода которого при положительной полярности относительно нулевой точки (т.е. фазное напряжение) будет наибольшим. В анодной группе открыт вентиль, фазное напряжение которого при отрицательной полярности наибольшее. Таким образом, в проводящем состоянии находятся те два накрест лежащих вентиля, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение. Например, на интервале υ1 – υ2 открыты вентили 6 и 1; на интервале υ2 – υ3 – 1 и 2; на интервале υ3 – υ4 – 2 и 4 и т.д. Интервал проводимости каждого вентиля (в катодной и анодной группе) равен Ψ = 2π /3, а интервал совместной работы двух вентилей составляет Ψ1 = π /3. Таким образом, за период напряжения питающей сети происходит шесть переключений вентилей, в связи с чем схему называют шестипульсной.

Определим основные соотношения для данной схемы. Разность потенциалов φd(+) и φd(-) определяет напряжение на нагрузке. Кривая φd(+)формируется из участков фазных напряжений положительной полярности катодной группы вентилей, а кривая φd(-) – из участков фазных напряжений отрицательной полярности анодной группы вентилей (рис. 4.2,б). Кривая ud состоит из участков линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора. Среднее значение выпрямленного напряжения Ud определяют по среднему напряжению ud за период его повторяемости, равный π /3

 

Ud = . (4.12)

 

Напряжение Ud в мостовой схеме в два раза больше чем в нулевой схеме, поскольку на нагрузке суммируются напряжения двух нулевых выпрямителей. Очевидно, в этом случае требуется вдвое меньшее напряжение U2, равное

 

U2 = . (4.13)

В мостовой схеме значительно снижается коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения по первой гармонике и увеличивается частота пульсаций. При m = 6 получим:

q1 = 0,057; f(п)1 = mfс = 6×50 = 300 Гц.

Среднее и максимальное значение анодного тока в вентиле определяется равенством (4.3).

При проводящем состоянии двух вентилей схемы, другие четыре вентиля находятся в закрытом состоянии. Кривая обратного напряжения строится также как и для трехфазной нулевой схемы и состоит из участков линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора (рис. 4.2, и). Максимальное (амплитудное) значение обратного напряжения, как и в нулевой схеме, равно Ubmax = . Однако соотношения между Ubmax и Ud в мостовой схеме другие, поэтому максимальное обратное напряжение, прикладываемое к вентилю в закрытом состоянии, в мостовой схеме меньшее

 

Ubmax = 1,045Ud. (4.14)

 

В соответствии с (4.14) вентили в трехфазном мостовом выпрямителе выбирают на напряжение приблизительно равное Ud.

Для расчета трансформатора определяют действующие значения вторичного тока I2 и первичного – I1 (рис.4.2,з). Ток вторичной обмотки трансформатора, определяется токами двух вентилей, подключенных к каждой фазе. Например, ток ι состоит из токов вентилей 1 и 4. Вторичный ток является переменным, имеет форму прямоугольных импульсов с амплитудой Id и паузой между импульсами, равной π / 3. Постоянная составляющая в токе ι2 отсутствует, поэтому вынужденное подмагничивание магнитопровода трансформатора в мостовой схеме также отсутствует.Токи I1 и I2 определяют из следующих соотношений

 

I2 = , (4.15)

I1 = . (4.16)

 

В мостовой схеме расчетные мощности первичных и вторичных обмоток и типовая мощность трансформатора равны:

 

S1 = S2 = Sт = 3 (4.17)

 

Из (4.17) следует, что трансформатор для трехфазного мостового выпрямителя выбирают на мощность близкую к мощности нагрузки, что также является преимуществом этой схемы.

При сравнении рассматриваемой схемы с трехфазной нулевой схемой, очевидны преимущества мостового трехфазного выпрямителя:

- большее среднее значение выпрямленного напряжения по отношению к фазному напряжению вторичной обмотки трансформатора;

- высокий показатель использования диодов по обратному напряжению ( - мостовая схема, - нулевая схема);

- меньшее значение коэффициента пульсаций мгновенного значения выпрямленного напряжения (q1 = 5,7% - мостовая схема; q1 = 25% - нулевая схема);

- лучшее использование трансформатора, т.е. типовая мощность меньше чем в нулевой схеме;

- отсутствие потока вынужденного подмагничивания.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.232.188.251 (0.006 с.)