Схема, достоинства и недостатки трехфазного нулевого неуправляемого выпрямителя

Допущения, принятые при анализе схемы:

ü эдс питающего трансформатора составляют симметричную систему 3–фазных синусоидальных эдс;

ü нагрузка выпрямителя имеет индуктивный характер, и ток нагрузки идеально сглажен;

ü параметры трансформатора x_а, r_а принимаются постоянными во всех режимах работы выпрямителя;

ü вентили представляются идеальными ключами, срабатывающими когда напряжения на аноде и катоде равны.

В работе выпрямителя можно выделить два режима, отличающиеся количеством одновременно работающих вентилей.

1. Внекоммутационный – в работе участвует одна фаза питающего трансформатора и вентиль, включенный в эту фазу.

2. Коммутационный режим – в работе участвуют под действием эдс самоиндукции индуктивности x_а две и более фаз и соответствующее количество вентилей. В этом режиме происходит коммутация тока из одной фазы в другую. При нормальной загрузке выпрямителя в коммутационном процессе одновременно участвуют две фазы и длительность коммутации не превышает g =2 p ./m.

Режим r_а = 0, L_a = 0, L = 0

В идеализированной схеме коммутация осуществляется мгновенно, т. е. в любой момент времени ток пропускает только один вентиль, анод которого имеет наиболее высокий потенциал. Продолжительность работы каждого вентиля . Выпрямленное напряжение и ток имеют одинаковую форму и содержат m – кратные пульсации за период. Временные диаграммы работы нулевого выпрямителя при m = 3 (схема Миткевича) изображены на рис. 4.10. Мгновенное значение обратного напряжения на вентиле U _{обр. max} в раз больше амплитудного значения эдс вторичной обмотки.

Достоинства: напряжение и ток на выходе имеет кривую с большим количеством пульсаций, при применении бесконечно индуктивной нагрузки на выходе будет идеальная кривая. Возможно построение схем шестифазных нулевых выпрямителей за счет соединения вторичной обмотки трансформатора в шестифазную звезду, использования расщепленных вторичных обмоток трансформатора и др. Однако, увеличение числа фаз выпрямителя приводит к ухудшению использования мощности питающего трансформатора и снижению эффективности использования вентиля, который проводит ток в течение меньшей части периода.

Недостатки: наличие постоянной составляющей в фазных токах трансформатора приводит к его подмагничиванию. Это может вызвать насыщение магнитопровода трансформатора и искажение формы кривой потребляемого тока, что приводит к появлению в питающей сети высших гармоник напряжения. Устранить эти нежелательные явления возможно только завышением мощности питающего трансформатора и снижением коэффициента использования его мощности, или использованием мостовых двухполупериодных схем выпрямления.