1.3 Однофазный двунаправленный двуполупериодный выпрямитель (мостовая схема выпрямителя(мост))

Рис.6

Временные диаграммы

Работа

1. И нтервал времени 0<t<T/2

Положительная полуволна входного напряжения U1 трансформируется с первичной на вторичную обмотку и представляет собой источник, включенный как показанона Рис.7

Рис.7

Если к паре ключей VS3 и VS2 одновременно подать напряжение U_упр, они откроются, и ток i₂ будет протекать как показано на рис.6.

2. И нтервал времени T/2<t<T

Отрицательная полуволна напряжения U1 трансформируется на вторичную обмотку и представляет собой источники, включенные так показано на Рис.8

Рис.8

Ни одна электрическая схема не может работать без общей точки(«земля»), поэтому протекание электрического тока будет начинаться с точки 2.

Временные диаграммы и величины среднего выпрямленного напряжения будут такими же как и в схеме выпрямления с нулевой точкой.

!!!!! Данная схема позволяет рекуперировать (возвращать) неизрасходованную энергию из нагрузки обратно в сеть. Для этого угол управления α должен быть больше 90⁰(α<π/2).

Две предыдущие схемы имели угол управления 0<α<π/2.

Трехфазные выпрямители

1.4. Трехфазный однонаправленный трехполупериодный выпрямитель

Работа

Данная схема по каждой из фаз работает как схема выпрямителя однофазного однонаправленного однополупериодного, т.е. на интервале времени 0<t<T/2 положительная полуволна полуволна U_а трансформируется с первичной обмотки на вторичную.(рис.9)

Положительная полуволна представляет собой источник включенный как показано на рис.10

Рис.10

П/п VS1 смещен в прямом направлении и при подаче на управляющий электрод U_упр он откроется и ток фазы а i_a имеет путь как показано на рис.11

Рис.11

Угол управления отсчитывается от точки пересечения фаз (у однофазного выпрямителя от начала прохождения полуволны через ось абсцисс).

Аналогично пропустят тиристоры VS2и VS3 положительную полуволну фазы B и C.

Из диаграммы напряжения на нагрузке видно, что даже при α≠0 направление на нагрузке не опускается до 0, т.е.оно непрерывно.во времени.

Ток и напряжение непрерывны.

Напряжение пульсаций.

Примерно в 3 раза трехфазного выпрямителя меньше чем у однофазного

Коэффициент мощности и кпд управляемых выпрямителей

Пусть имеем управляемый выпрямитель

Где , – переменный ток и напряжение соответственно.

1. Мощность, выделяемая в нагрузку (полезная) определяется

Где , – ток и напряжение нагрузки соответственно

2. Полная мощность определяется

Где P_d^’>>P_d.. Это объясняется наличием пульсаций в токе i_d и напряжении U_d, тогда P_d^’ можно определить следующим образом

Если пульсации , , то .

3. Мощность потерь определяется следующим образом

Вспомогательные потери-потери в системе управления, сигнализации, защиты.

4. КПД выпрямителя можно определить

т.е. КПД выпрямителя можно определить как отношение мощности к сумме полезной мощности и потерь.

5. Коэффициент мощности определяется отношением полезной(активной) мощности к полной мощности.

6. Мощность, потребляемая из сети выпрямителем, определяется следующим образом

7. Полную мощность, потребляемую из сети выпрямителем, можно определить

Так же коэффициент мощности может быть выражен через степень несинусоидальности тока сети

где ,

а , - действующий ток первой гармоники и сети соответственно

8. Мощность искажения определяется

Для более точного определения коэффициента мощности учитывают угол коммутации(

т.е. , следовательно выпрямитель неуправляемый или он может быть управляемым, но углы управления равны 0.