Файл: MU_po_LR_SE.pdf

26 

 
Коммутация  в  вентилях  осуществляется  под  действием  линейной 

ЭДС

(см. рис. 16). Поскольку ток в нагрузке неизменен, цепь нагрузки в 

переходном  процессе  не  участвует.  Поэтому  на  рис.  17  приведена  схема 
замещения  контура  коммутации.  Эта  схема  замещения  справедлива  до 
момента,  когда  ток  во  включающемся  вентиле  достигнет  величины  тока 
нагрузки,  а  в  выключающемся  достигнет  нуля.  На  этом  участке 
переходный процесс описывается дифференциальным уравнением 

где

  —  амплитуда  линейной  ЭДС; 

  —  ток  во  включающемся 

вентиле. Решение дифференциального уравнения 

состоит  из 

—  вынужденной  составляющей  и

  —  свободной 

составляющей.  Вынужденная  составляющая  равна  установившемуся 
значению тока 

Рисунок 17 – Схема замещения цепи коммутации 

 
В момент включения

 = 0 анодный ток

= 0, поэтому  

. Отсюда 

 . Тогда 

Формула  определяет  закон  нарастания  тока  во  включающемся 

вентиле  на  участке  коммутации.  Коммутация  заканчивается  при   =  Id  в 
момент  t =   . 

  —  угол  коммутации,  в  течение  которого  ток  переходит  с  одного 

вентиля на другой. Он может быть определен из уравнения 

В  период  коммутации  мгновенное  значение  выпрямленного 

напряжения  падает  и  находится  посредине между фазными ЭДС 

27 

Мгновенное значение коммутационного падения напряжения 

= 

Среднее значение коммутационного падения напряжения 
После подстановки получим 

 
В  фазных  напряжениях  в  моменты  коммутаций  также  появляются 

провалы  и  выбросы.  На  рис.  18  представлены  временные  диаграммы 
напряжений  и  токов  в  трехфазной  мостовой  схеме.  На  диаграммах  видны 
провалы  и  выбросы  в  фазных  и  линейных  вторичных  напряжениях  при   
синусоидальных первичных напряжениях. 

28 

Рисунок 18 - Диаграммы напряжений и токов, иллюстрирующие работу 

управляемого выпрямителя, выполненного по трехфазной мостовой схеме 

29 

6. Внешние характеристики в непрерывном режиме 

Внешняя характеристика - это зависимость выпрямленного напряже-

ния от выпрямленного тока при постоянном угле управления. 

Для мощных выпрямителей уравнение внешней характеристики: 

Внешние характеристики, построенные по уравнению приведены на 

рисунке  73.  Для  выпрямителей  средней  мощности  с  учетом  падения  на-
пряжения на активных сопротивлениях, коммутационного падения и паде-
ния на вентилях уравнение внешней характеристики 

где  U

0

- 

пороговое  напряжение; 

—  дифференциальное 

сопротивление  тиристора.  Коэффициент  а  учитывает  через  сколько 
вентилей 
и  сколько  обмоток  схемы  проходит  ток.  Например,  в  трехфазной  нулевой 
схеме а= 1, в трехфазной мостовой — а = 2. 

При  напряжениях  в  сотни  вольт  можно  пренебречь  падением 

напряжения  на  тиристорах.  В  маломощных  выпрямителях  можно  не 
учитывать Ха, а в мощных можно пренебречь ra. 

Удобно перейти к записи внешней характеристики в относительных 

единицах,  принимая  за  базу  идеальное  значение  выпрямленного 
напряжения Ud0 и номинальный выпрямленный ток ldн.  

Рисунок 19 - Внешние характеристики управляемого выпрямителя в 

непрерывном режиме в относительных единицах при допущении 

идеальности вентилей 

 
Здесь 

А 

- 

коэффициент,  зависящий 

от 

схемы 

(для 

30 

трехфазной  нулевой  -  А  =  0,87,  для  трехфазной  мостовой  -  А  =  0,5).  На 
рис.19  приведено  семейство  внешних  характеристик  мощного  вы-
прямителя в относительных единицах. 

Выражение  в  скобках  в  формуле  может  быть  рассмотрено  как  эк-

вивалентное  сопротивление,  определяющее  наклон  внешней  характери-
стики. 

Тогда  внешним  характеристикам  можно  привести  в  соответствие 

схему  эквивалентного  генератора  рис.  20.  Эквивалентная  ЭДС  и 
эквивалентное сопротивление соответственно равны: 

Рисунок 20 – Эквивалентная схема выпрямителя 
 
Теперь  можно  уточнить  определение  понятия  регулировочная 

характеристика  с  учетом  неидеальности  выпрямителя.  Регулировочная 
характеристика  -  это  зависимость  выпрямленного  напряжения  от  угла 
управления  a  при  постоянстве  выпрямленного  тока.  С  ростом  тока 
регулировочная  характеристика  смещается  вниз  по  отношению  к  идеаль-
ной и тем сильнее, чем больше  . 

   Так  как  при  экспериментальном  исследовании  трудно  обеспечить 

постоянство  тока,  то  часто  регулировочные  характеристики  снимают 
приближенно при постоянстве сопротивления нагрузки. 

7. Условия возникновения режимов 

 
Прерывистый режим возникает: 
1) в однофазной однополупериодной схеме при любой нагрузке; 
2)в m-фазной схеме при активно-индуктивной нагрузке, если  > 

 и 

 xd < xd гр; 
3)  в m-фазной схеме при активно-индуктивной нагрузке с противо-

ЭДС, если a > amin или   >

  или  > 

, а xd < xd гр. 

 
Рассмотрим  диаграммы  токов  и  напряжений  в  трехфазной  нулевой 

схеме (рис. 21 а) при работе на активно-индуктивную нагрузку с ПЭДС Е. 
Анализ  проведем  при  допущении  об  идеальности  трансформатора  и 
вентилей.