Врахування етапу комутації в однофазній нульовій схемі

Робота однофазної нульової схеми на активно-індуктивне навантаження с нескінченою індуктивністю

Робота однофазної нульової схеми на активно-індуктивненавантаження з кінцевою індуктивністю

Режим:L_a=0, α=0, r_a=0, 0<L_d<∞

Даний режим має місце в малопотужних випрямлячах з індуктивним фільтром.

Відповідно до другого закону Кірхгофа

Тоді струм i_d представимо сумою вільної i_св та примушеною i_np складових

;

де

- амплітуда примушеної складової;

- фазове зсув примушеної складової.

У квазістаціонарному режимі форми струмів тиристорів VS1 і VS2 однакові

i_T1=i_T2,

отже, при и струми тиристорів рівні по величині (струм в індуктивності стрибком змінитися не може ).

i_T1(0) = i_T2(π), или i_d(0) = i_d(π).

Звідси знайдемо постійну складову А:

Таким чином, струми i_d, i_T и i₂ на інтервалі

Побудуємо

Знайдемо I_d

Таким чином, I_d не залежить від L_d

Проаналізуємо при L_d → 0 и L_d → ∞

Постійна часу кола навантаження

Якщо

L_d → 0; Þ τ_d → 0; φ→ 0.

Тоді

Якщо

L_d → ∞ ; Þ τ_d → ∞; i_np → 0;

В кривій струму i_d присутній тільки i_св, але оскільки i_d (0)= i_d (p) и τ_d = ∞ , то i_d=I_d.

Таким чином, струм i_d ідеально згладжений.

Таким чином можна зробити висновок, що i_d( ) и u_d( ) не залежать від R_d. Якщо u_d( ) визначити на R-L-навантаженні – то u_d( ) не залежить від L. Якщо на R-навантаженні – то залежить й
u_d( )=i_d( )R_d.

Якщо Х_d ≥ 5 R_d, то можна рахувати, що Х_d = ∞ що i_d ідеально згладжено.

Режим: L_d=¥, r_a=0, L_a=0, 0<α<

Максимальний струм тиристора

;

Середній струм тиристора

;

Максимальна зворотна напруга

;

Регулювальна характеристика

.

При α = 0

.

Таким чином

.

Знайдемо

Отже, потужності трансформатора визначатимемо при α=0.

Знайдемо діючий струм вторинної обмотки трансформатора і діючий струм тиристора

I₂ не залежить від кута управління α.

Знайдемо діючий струм первинної обмотки трансформатора

I_1RMS також не залежить від α.

Повна потужність первинної обмотки трансформатора

де P_d – потужність постійних складових випрямленої напруги U_d і випрямленого струму I_d.

Повна потужність вторинних обмоток трансформатора

.

Типова потужність

.

Порівняємо однофазні схеми: нульову і однонапівперіодну по завантаженню тиристорів і трансформатора:

Активне навантаження є більш важким і для тиристорів, і для трансформатору.

S_Tтрансформатора в 2 рази менше для двотактної схеми, чим для однотактної, оскільки немає потоку вимушеного намагнічування, завантаження тиристорів по струму менше в 2 рази, але і тиристорів в 2 рази більше.

Режим:L_d=∞, r_a=0, L_a≠0, π/2≥α≥0

Оскільки в колі тиристора є індуктивність L_a, тоді i_T стрибком змінитися не може. Струм в тиристорі, що входить в роботу, збільшуватиметься від 0 до I_d, а в тиристорі, що виходить з роботи, зменшуватися від I_d до 0. Це і є етап комутації струму. Кут γ, протягом якого проводять струм два тиристори однієї групи, називається кутом комутації.

Нехай VS₂ проводить струм I_d, а на VS₁ подали імпульс керування в момент α.

I_T1 збільшується до I_d

I_T2 зменшується до 0.

I_d = i_T1 + i_T2

Так як L_d=∞, через навантаження може протікати тільки постійна складова струму, отже, змінна складова може замикатися тільки через фази трансформатора і включені тиристори. Позначимо її i_K.

Тоді

i_T1 = i_К; i_T2 = I_d – i_K;

х_а = ωL_a

Відповідно до 2-го закону Киргоффа

Початок відліку помістимо в точку α;

i_К = i_T1

Знайдемо γ з умови:

При = γ i_T1(γ) = I_d