3. Особенности работы выпрямителей с индуктивным характером нагрузки

Однополупериодный выпрямитель с индуктивной нагрузкой.

На интервале 0<ωt<π индуктивность L_d запасает энергию; на интервале <ωt<π+θ, после того как напряжение u₂ приобретает отрицательную полярность, ток нагрузки продолжает протекать, поддерживаемый энергией, запасенной в индуктивности. Все это время диод VD открыт и к нагрузке приложено напряжение u₂.

В результате в кривой напряжения u_d появляется участок с отрицательной полярностью.

Длительность интервала θ определяется постоянной времени цепи нагрузки  = L_d/ R_d.

Форму тока i_d качественно можно определить, рассматривая этот ток после включения диода VD, как сумму принужденной и свободной составляющих.

Принцип действия двухполупериодного выпрямителя с индуктивной нагрузкой

При принятых допущениях коммутация (переход тока i_d с VD1 на VD2) происходит в моменты 0, мгновенно, т.к. в контуре коммутаций (Тр-VD1-VD2) отсутствует индуктивность. В итоге u_d такое же, как и при чисто активной нагрузке, а i_d является реакцией цепи на это напряжение.

Фильтрующие свойства индуктивности улучшаются с увеличением нагрузки выпрямителя, т.к. при этом возрастает постоянная времени .

3. Особенности работы выпрямителей с емкостным характером нагрузки

Имеют место 2 интервала постоянства структуры схемы: на одном (когда один из диодов открывается) напряжение вторичной обмотки ТР прикладывается к нагрузке, конденсатор заряжается; на другом (оба диода заперты) конденсатор разряжается через нагрузку. Условие отпирания диода (например, VD1): . Соответственно, на интервале ωt₁<ωt< ωt₂ открывается VD1, конденсатор заряжается, к нагрузке приклад. u₂₁ за вычетом падений напряжений на вторичной обмотке ТР и VD1. На интервале ωt₂<ωt< ωt₃ оба диода заперты: VD1 – т.к. u₂₁< u_c, а VD2 – т.к. u₂₂< 0. Конденсатор разряжается через R_d, напряжение на нагрузке изменяется по экспоненте.

Особенность: при повышении ёмкости интервал протекания тока через вентиль уменьшается, а амплитуда токов увеличивается. При первонач. включении схемы, когда конденсатор полностью разряжен имеем режим КЗ, поэтому при больших напряжениях u₂₁ и u₂₂, большой Р_вых, больш. С необходимо принимать меры по предварительному заряду конденсатора (с ограничением тока на время зарядки).

Ф ильтрующие свойства конденсатора улучшаются с уменьшением нагрузки, т. к. при этом возрастает постоянная времени  = R_dC_d. В пределе при C_d   напряжение на нагрузке .

Для анализа процессов на интервале проводимости 2θ (θ – угол отсечки) примем, что напряжение на конденсаторе u_c= U_c(0)= const.

Тогда ток через диод , где - сопротивление вторичной обмотки трансформатора;  сопротивление диода в прямом направлении.

Учитывая, что на интервале ωt₁<ωt<ωt₂

получим .

Угол отсечки определяется числом фаз выпрямления и постоянной времени  = R_dC_d. С уменьшением θ амплитуда импульса тока через вентиль возрастает: при θ  0 I_am . В практических схемах I_am = (3...8) I_d.