Внешняя характеристика выпрямителя

Внешняя характеристика выпрямителя – это зависимость среднего значения напряжения нагрузки от тока нагрузки, т.е. U_d =f(I_d) при постоянном (заданном) значении угла регулирования α.

Выражение внешней характеристики выпрямителя имеет вид

 

(116)

В выражении (116) учтены следующие падения напряжения при протекании тока нагрузки I_d:

- ∆ U _х- индуктивное падение напряжения, вызванное явлением коммутации;

∆ U _х =Х_к I_d; (117)

-∆ U _Rф- падение напряжения на активных сопротивлениях трансформатора и вентильного блока выпрямителя (активное падение напряжения):

∆ U _Rф = k _т I _d R _ф; (118)

R _ф= R _тр+ R _в.дин. - сумма активных сопротивлений обмотки трансформатора R _тр и динамического сопротивления вентиля R _в.дин..

R _тр = R ₂+ R ₁^′,

где

R ₂ - активное сопротивление фазы вторичной обмотки трансформатора;

R ₁^′ - активное сопротивление первичной обмотки, приведенное к виткам вторичной обмотки трансформатора.

∆ U_{L ф} -падение напряжения на активном сопротивлении обмотки дросселя фильтра (R_{L Ф});

∆ U_{L ф} = I _d R_{L ф}; (119)

∆ U _в - падение напряжения на открытом тиристоре;

k _Т = k _Т∆ U _пр.; (120)

k _Т- коэффициент тактности выпрямителя.

Следует отметить, что внешняя характеристика выпрямителя соответствует соотношению (116) только для режима непрерывного тока нагрузки. При ограниченной величине индуктивности цепи постоянного тока, углах регулирования α_гр. < α и малых токах нагрузки наступает режим прерывистых токов нагрузки, при которых внешняя характеристика резко поднимается вверх (смотри рисунок 24). Увеличение выпрямленного напряжения в этом случае происходит за счет сокращения длительности работы тиристора в отрицательной области напряжения U ₂ вторичной обмотки трансформатора.

При холостом ходе (I_d =0) напряжение в режиме прерывистых токов (α_гр. < α) может быть подсчитано по формуле (113).

Прерывистый характер тока имеет место при токах нагрузки I _d:

0< I _d< I _гр.m.

(121)

где ω_c=2π f _c,

f _c - частота сети, питающей выпрямитель;

L _ф - индуктивность дросселя сглаживающего фильтра цепи нагрузки выпрямителя.

 

Рисунок 24. Внешние характеристики управляемого выпрямителя

 

 

Принятые на рисунке 24 обозначения: - U _dα/ U _d0 – относительная величины напряжения на выходе выпрямителя;

- I _d/ I _d0 – относительная величина тока нагрузки выпрямителя.

 

Для трехфазного мостового выпрямителя, а также для всех схем, пульсность которых p = k _т m ₂=6

. (122)

 

 

Вопросы для самоконтроля:

1 Дайте определение понятию «внешняя характеристика».

2 Перечислите виды падения напряжения на элементах схемы выпрямителя и укажите формулы для их расчета.