ВЫПРЯМИТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА

ПО МОСТОВОЙ СХЕМЕ (m1 = m2 = 3, q = 2)

Двухполупериодныесхемы выпрямления, характеризующиеся переменным током во вторичных обмотках трансформатора (по определению), значительно менее критичны к схеме соединения первичных и вторичных обмоток трансформатора. Наиболее распространено соединение первичных и вторичных обмоток трансформатора в звезду, схема такого выпрямителя показана на рис. 2.8.1, а.

Для облегчения анализа новой схемы двухполупериодного выпрямления опять (как и разделе 2.6) воспользуемся приемом сведения новой схемык чему-то уже известному. Условно мостовой выпрямитель можно изобразить в виде последовательного соединения двух нулевых схем выпрямления, расщепив вторичные обмотки трансформатора, как показано на рис. 2.8.1, б. Одна нулевая схемаобразована катодной группой вентилей (плюс) и нулевой точкой вторичных обмоток трансформатора, соединенных в звезду (минус). Вторая нулевая схема образована анодной группой вентилей (минус) и опять нулевой точкой тех же вторичных обмоток трансформатора (плюс).Цель анализаостается прежней, как и во всех базовых схемах выпрямления: изучить свойства схемы и по ним определить рациональные области ее применения. Методика двухэтапного анализа так же остается прежней. На рис. 2.8.2 показаны временные диаграммы напряжений и токов схемы. На первой диаграмме представлена трехфазная система напряжений вторичных обмоток трансформатора. Здесь же размечены интервалы про водимости вентилей катодной и анодной группы вентилей, атакже приведены кривые вы прямленных напряжений этих групп ud(k), ud(a) относительно нулевой точки вторичных обмоток. Видно, что в любой момент времени работает один вентиль из катодной группы и один изанодной. На второй диаграмме представлены кривые выпрямленного напряжения udи выпрямленного тока id. Сложение двухтрехпульсных выпрямленных напряжений ud(k) и ud(a), у которых пульсации сдвинуты на половину своего периода, дает шестипульсную кривую выпрямленного напряжения ud0. В отличие от нулевых схем выпрямителей, где выпрямляются фазные напряжения, в мостовой схеме, как видно из диаграммы, выпрямляются межфазные, т. е. линейные напряжения. На третьей диаграмме приведена кривая напряжения на сглаживающемреактореuLd. На четвертой диаграмме приведены кривая анодного тока вентиляи кривая обратного напряжения на нем, построенные по той же методике, что и в нулевых схемах. Зная форму анодных токов вентилей,теперь можно построить токи во всех вторичных обмотках трансформатора. Так, ток во вторичной обмотке фазыа трансформатора i2a равен алгебраической сумме (с учетом их направления) анодных токов ia1 и ia4, протекающих по обмотке соответственно в положительную и отрицательную полуволны вторичного напряжения в согласии с определением двухполупериодного выпрямления, как показано на первой диаграмме. На пятой диаграмме приведены кривые напряжения первичной обмотки фазыА u1A, задаваемого сетью, и тока этой же обмотки i1A. Ток во вторичной обмотке трансформатора чисто переменный (без постоянной составляющей), он трансформируется с той же формой в первичную обмотку. Строгое обоснование этого результата опять можно сделать с помощью составления уравнений для намагничивающих сил трансформатора по второму закону Кирхгофа для магнитных цепей.

• Мостовая схема выпрямления трехфазного тока имеет наилучшееиспользование установленной мощности трансформатора среди всехсхем.

• Качество выходного напряжения и входного тока выпрямителя здесь такое же, как и у шестипульсной схемы с уравнительнымреактором.

• Использование вентилей по обратному напряжению в двухполу периодной (мостовой) схеме выпрямления в два раза лучше, чем во всех однополупериодных (нулевых) схемах выпрямления трехфазного тока, что аналогично ситуации с однополупериодными и двухполупе риодными схемами выпрямления однофазного тока.

• Спецификой мостовой схемы являются протекание выпрямленного тока через два последовательно включенных вентиля и вследствие этого двойные потери напряжения и мощности по сравнению с одно полупериодными схемами выпрямления.

Таким образом, совокупность достоинств трехфазной мостовой схемы выпрямления делает ее прима-схемойсреди всех схем выпрямления и обеспечивает ей преимущественное применение, кроме случаев с малыми значениями выпрямленного напряжения и очень большими значениями выпрямленного тока.