Работа выпрямителя на емкостную нагрузку

Для эффективного сглаживания пульсаций должно выполняться условие . Необходимо учитывать сопротивление фазы выпрямителя , где , а ; – внутреннее сопротивление диода. Напряжение на диодах , . Диод открывается при , а при .
1-2 конденсатор заряжается с
2-3 конденсатор разряжается с
3-4 конденсатор заряжается с

Через вентиль протекает ток , .
Пульсации выпрямленного напряжения будут меньше, если и будут большими. Если , , то пульсации не будет.
Для расчета выпрямителей, работающих на :
1) не учитываются пульсации (нагрузка заменяется противоЭДС); 2) пренебрегают индуктивностью рассеивания трансформатора .

;
Среднее значение тока:

где используется при работе в качестве величины, связывающей угол отсечки с параметрами выпрямителя.
Приблизительное значение сопротивления трансформатора:

(2.1.40)

- амплитуда магнитной индукции, Тл. Тл. - число стержней сердечника, несущих обмотки (для броневого , стержневого , 3хфазного ).

Поскольку все параметры выпрямителей зависят от , то они зависят от . В литературе приведены зависимости , , , .

(2.1.41)

находим по при :

(2.1.42)

(2.1.44)
При подключении конденсатора параллельно нагрузке возрастает, уменьшается, в однотактной схеме увеличивается на , возрастает, возрастает.
Происходит увеличение , , в однотактном выпрямителе увеличивается и , то есть - нагрузка утяжеляет работу выпрямителя.

2.1.7 Работа выпрямителя на индуктивную нагрузку.

При использовании сглаживающих дросселей в качестве первого элемента фильтра выпрямитель работает на индуктивную нагрузку . Это существенно изменит режим работы схемы. Обратимся к однополупериодной схеме.
При включении дросселя в однополупериодную схему Э.Д.С. самоиндукции дросселя препятствует нарастанию и снижению тока. Протекание тока через вентиль происходит и в течение некоторой части отрицательного полупериода за счет того, что Э.Д.С. самоиндукции компенсирует отрицательное напряжение . Продолжительность протекания тока зависит от величины . Вентиль открыт большую часть времени, спадает до нуля, т.е. пульсации практически не уменьшаются. Поэтому в однополупериодных выпрямителях такие фильтры не применяются. Анализ работы такой схемы интересен с точки зрения учета индуктивности рассеяния обмоток трансформатора.
Работа двухполупериодных и многофазных выпрямителей на - нагрузку существенно отличается от работы однополупериодной схемы. В этих схемах вентили работают поочередно, поэтому к моменту перехода тока с одного вентиля на другой его величина имеет не нулевое, а другое определенное значение. В качестве примера рассмотрим работу однофазной двухполупериодной схемы выпрямления с нулевым выводом на - нагрузку. Из-за влияния Э.Д.С. самоиндукции ток вентиля достигает своего максимального значения не в тот момент, когда , а

несколько позже. .
Пульсации уменьшаются, уменьшается, . Типовая мощность трансформатора меньше, а длительность работы вентилей, ( ), такие же, как при активной нагрузке. Обычно индуктивность дросселя достаточно велика и пульсации токов и очень незначительны. Однако на работу мощных выпрямителей оказывает влияние индуктивность рассеяния вторичных обмоток трансформатора. Они соединены непосредственно с вентилями, а поскольку, согласно закону коммутации, скачкообразные изменения тока в цепях с индуктивностями не возможны, ток через открывающийся вентиль будет нарастать плавно, а через закрывающийся - плавно спадать.

называется углом перекрытия фаз. Он тем больше, чем больше и .

Эти коммутационные процессы приводят к тому, что:

1) несколько уменьшается;
2) переменные составляющие выпрямленного напряжения нарастают; уменьшается на величину

так как , амплитуда основной гармоники:

Если включается нагрузка, то при изменении характер ее может меняться. При возрастании критическим значениям тока нагрузки будет такое, когда он, уменьшаясь, достигнет . Начиная с этого момента и при последующем уменьшении будет наблюдаться разрывность тока через дроссель, а это значит, что выпрямитель будет переходить в режим работы на емкостную нагрузку.

(2.1.46)

Критическое значение индуктивности дросселя:

(2.1.47)

Для обеспечения индуктивного характера нагрузки индуктивного дросселя должна быть больше .

2.1.8 Внешняя характеристика выпрямителя.

Внешней характеристикой выпрямителя называют зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока нагрузки при неизменной величине входного напряжения. Уравнение внешней характеристики выпрямителя:

где - порог выпрямления вентилей. - среднее значение выпрямленного напряжения в режиме холостого хода.

для двухполупериодного выпрямителя. Нелинейность характеристики объясняется нелинейностью ВАХ вентилей. Внешняя характеристика выпрямителя с - фильтром начинается с , равного амплитудному значению , до которого заряжается конденсатор

Наклон характеристики зависит не только от активных сопротивлений в выпрямителе, но и от емкости . Чем больше , тем медленнее разряд (больше ) и меньше наклон характеристики.
Внешняя характеристика выпрямителя с фильтром начинается с того же значения , что и с - фильтром, но при малых быстро убывает за счет того, что быстро нарастает противо ЭДС самоиндукции дросселя. Далее следует плавный участок, где уменьшается за счет потери напряжения в обмотках трансформатора, вентилях, а также активном сопротивлении фильтра .
Внешняя характеристика - фильтра имеет наибольший наклон по сравнению с другими, что объясняется значительным падением напряжения на сопротивлении фильтра.
Наклон внешней характеристики характеризует величину выходного внутреннего сопротивления выпрямителя. Чем круче спад характеристики, тем больше выпрямителя.

СХЕМИ ПОМНОЖЕННЯ НАПРУГИ