Читайте также: |
|
В схемах трехфазных неуправляемых выпрямителей используются группы диодов, соединенных катодами или анодами. Прежде чем рассматривать принцип действия выпрямителей, сформулируем два правила о работе диодов, объединенных в группу.
Первое правило: в группе диодов, соединенных катодами, ток проходит только через диод, напряжение на аноде которого положительно и превышает анодные напряжения других диодов; остальные диоды закрыты. В этом можно убедиться на примере схемы, приведенной на рис. 4.10, а. В соответствии с правилом будет открыт диод V2, и если пренебречь падением напряжения на открытом V2, то к нагрузке Rn приложено напряжение u = 200 В. Тогда напряжение на V1 будет равно 150 —200 = —50 В, а на V3 —100 —200 = —300 В, и так как напряжения отрицательны, то V1 и V3 действительно будут закрыты.
Второе правило: в группе диодов, соединенных анодами, ток проходит только через диод, напряжение на катоде которого отрицательно и меньше напряжений на катодах других диодов; остальные диоды закрыты. В соответствии со вторым правилом при напряжениях, показанных на рис. 4.10, б, будет открыт диод V3.
Рис. 4.10. Группы диодов, соединенных катодами (а) и анодами (б)
Рис. 4.11. Схема (а) и временные диаграммы токов и напряжений (б-е) трехвазного неуправляемого выпрямителя с нулевым выводом при работе выпрямителя на активную нагрузку
Выпрямитель с нулевым выводом. Первичная обмотка трехфазного трансформатора (рис. 4.11, а), входящего в состав выпрямителя с нулевым выводом, может быть соединена треугольником или звездой, а вторичная обмотка - звездой. К выводам вторичной обмотки присоединены аноды диодов V1 — V3,, соединенных катодами. Нагрузка выпрямителя Rн подключена между катодами диодов и нулевым выводом вторичной обмотки.
При подаче на первичную обмотку трехфазного напряжения на фазах вторичной обмотки ωга, ω2b и ω2c возбуждаются напряжения u2a, u2b, u2c, временные диаграммы которых показаны на рис. 4.11, б. Эти напряжения приложены к анодам диодов относительно нулевого вывода трансформатора. В пределах ωt1 =π/6 < ωt < ωt2 = 5π/6 на аноде диода V1 напряжение и2а положительно и превышает анодные напряжения других диодов. Значит, будет открыт V1, а V2 и V3 закрыты. Ток проходит по контуру ω2a - V1 -RH. Напряжение на нагрузке и =u2а, а ток нагрузки i = u 2a/RH (рис. 9.11, в, г).
В пределах ωt<ωt2<ωt3 открыт диод V2, так как на аноде V2 наибольшее положительное напряжение по сравнению с напряжениями на V1 и Vз. Напряжение на нагрузке u = u2b,
В пределах ωt3<ωt<ωt4 открыт диод V3, u=u2c, i = u2b/RH
В течение следующего интервала вновь открыт V1 затем V2 и т. д.
Диоды выпрямителя открываются поочередно на треть периода, и выпрямленное напряжение (рис. 4.11, в) составляют участки фазных напряжений u2a, u2b, u2c. Период изменения выпрямленного напряжения в три раза меньше периода изменения напряжения сети и равен 2π/3. Среднее выпрямленное напряжение
(4.16)
где U2 — действующее значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора.
Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения для трехфазного выпрямителя с нулевым выводом Kп = 0,25, частота первой гармоники пульсаций в три раза превышает частоту сети.
Форма тока через активную нагрузку RH (рис. 4.11, г) совпадает с формой выпрямленного напряжения.
Форма токов в фазах вторичной обмотки трансформатора и через диоды одинакова. На рис. 9.11, д показан ток i2a, протекающий через фазу ω2a и диод V1. В пределах ωt1<wt < wt2, ωt4<ωt <ωt5 и т. д. диод V1 открыт, и ток i2a равен току нагрузки i.
Если V1 закрыт, то i2a = 0. Токи i2b и i2c имеют такую же форму, как i2a, но сдвинуты по фазе относительно i2a на 2π/3 и 4π/3 соответственно.
Напряжение uV1 на диоде V1 на интервалах, когда V1 открыт, равно нулю (рис. 4.11, е). В пределах ωt2<ωt<ωt3 диод V1 закрыт, а V2 открыт. Напряжение uV1 можно найти из контураw2a - V1 – V2 – ω 2b: uV1 = u2a – u2b = uab. В пределах ωt2<ωt<ωt3 диод V1 закрыт, а V2 открыт. Напряжение uV1 можно найти из контура w2a - V1 – V2 – ω 2b: uV1 = u2a – u2b = uab. В пределах ωt2<ωt<ωt4 открыт диод Vз, и из контура ω2а — V1 — V2—ω2c получим uV1 = u2а —u2c=- иса. Аналогичным образом изменяются uV2 и иv3. Значит, к закрытым диодам приложено обратное линейное напряжение, амплитуда которого в √3 раз превышает амплитуду напряжения на фазе вторичной обмотки:
Трехфазный выпрямитель с нулевым выводом обеспечивает неплохое качество выпрямленного напряжения, но имеет существенный недостаток. Токи в фазах вторичной обмотки трансформатора содержат постоянную составляющую, которая создает в сердечнике трансформатора постоянный магнитный поток подмагничивания, вызывающий насыщение сердечника. Вследствие этого для трехфазного выпрямителя с нулевым выводом приходится выбирать трансформатор большей, чем расчетная, мощности. Применяются трехфазные выпрямители с нулевым выводом при маломощных нагрузках, когда увеличение массогабаритных показателей выпрямителя не имеет особого значения.
Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 158 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Однофазные неуправляемые выпрямители. | | | Управляемые выпрямители. |