Особенности схемы замещения однофазного мостового выпрямителя большой мощности

Схема выпрямителя большой мощности всегда снабжена индуктивным фильтром, который отражен в схеме замещения индуктивностью сопротивлением Xd. Основной магнитный поток, замыкающийся через магнитопровод, создает во вторичных обмотках трансформатора два одинаковых по величине, но противофазных напряжения U1 и U2. Нагрузка обозначена в схеме замещения символом R_H. С этими элементами схемы мы познакомились в разделе, посвященном разновидностям фильтров в выпрямителях.

В мощных выпрямителях начинает влиять на вентили магнитный поток, который замывается через воздушное пространство. Он так же наводит во вторичных обмотках трансформатора ЭДС. При малых токах трансформатора эти ЭДС настолько малы, что ее влияние на вентиль никак не сказывается. При больших токах, протекающих через обмотки трансформатора, эта ЭДС, будучи приложенной к вентилю, тоже управляет состоянием вентиля. Влияние магнитного потока рассеяния учитывают в схеме замещения выпрямителя, добавляя в нее индуктивность рассеяния, сопротивление которой на схеме обозначено символом X_S.

Пусть в схеме открыт вентиль VD1. Это возможно в интервале от 0 до, который для удобства дальнейшего объяснения на схеме обозначен интервалом 0…2. Запишем для контура схемы замещения выпрямителя уравнение Кирхгофа.

.

В начальный момент, когда вентиль начинает открываться, ЭДС, наводимые в реактивностях, будут препятствовать нарастанию тока в вентилях (нагрузке) и уравнение примет такой вид.

.

В конечный момент, когда вентиль начинает закрываться, наводимые в реактивностях ЭДС будут препятствовать убыванию тока вентиля.

.

Интересен интервал 2…3, когда вентили меняют свое состояние. ЭДС фильтра влияет на вентили одинаковым образом потому, что она одновременно прикладывается к анодам вентилей. ЭДС индуктивностей рассеяния приложены к каждому диоду раздельно. Следовательно, в закрывающемся вентиле напряжение будет увеличенным, а в открывающемся вентиле оно будет уменьшенным. Таким образом, процесс работы закрывающегося вентиля VD1 увеличивается на некоторый угол, а процесс открытия вентиля VD2 затягивается по фазе на величину. Значит, время пребывания вентиля в открытом состоянии становится равным. Возникает ситуация, когда вентили, в течение фазы как в начальный момент коммутации, так и в конечный момент коммутации оба открыттты. В результате возникает короткое замыкание обмоток трансформатора через открытые диоды. Этот режим работы называют коммутационным.

После переходного режима ток достигает величины Id и не меняется при работе только одного вентиля. На рис. 9.2. ток вентилей напоминает неравнобочную трапецию. Рассмотрим все этапы работы выпрямителя.