Однофазная мостовая схема выпрямления
Однофазная мостовая схема выпрямления приведена на рис. 22. Рис. 22. Однофазная мостовая схема выпрямления
Схема предложена в 1897 г. Грэцом, а также Поллаком. На электровозах и электропоездах переменного тока однофазная мостовая схема выпрямления применяется в силовых цепях. В цепях питания обмоток возбуждения тяговых двигателей, вспомогательных цепях и цепях управления применяются однофазные нулевые и мостовые схемы выпрямления, а так же трехфазные нулевые и мостовые выпрямители. Вентильные блоки при мостовых схемах выпрямления состоят из двух коммутационных групп: катодной и анодной. Приемник электрической энергии включается между общим катодом К и общим анодом А (рис. 22). К каждому выводу вторичной обмотки трансформатора подключено по два вентиля, один из анодной, второй – из катодной групп. Временные диаграммы электромагнитных процессов в однофазной мостовой схеме выпрямления приведены на рис. 23. Для облегчения понимания сути электромагнитных процессов в этой схеме примем потенциал вывода вентильной обмотки b равным 0. Тогда потенциал вывода вентильной обмотки а будет изменяться по синусоидальному закону (рис. 23, а).
Рис. 23. Временные диаграммы электромагнитных процессов в однофазной мостовой схеме выпрямления
За период питающего напряжения (Т = 2π) при работе этой схемы возможны два интервала повторяемости: – интервал I (0 ≤ ωt ≤ π), на котором ua > ub; – интервал II (π ≤ ωt ≤ 2π), на котором ub > ua. На интервале повторяемости I открыты вентили VD1 и VD2, так как потенциалы на их анодах выше, чем потенциалы на их катодах. Вентили VD3 и VD4 закрыты, так как потенциалы на их катодах выше, чем потенциалы на их анодах. На интервале повторяемости II по тем же причинам открыты вентили VD3 и VD4 и закрыты вентили VD1 и VD2 (рис. 23, б, в).
На интервале повторяемости I , а напряжение на выходе преобразователя равно разности потенциалов между общим катодом и общим анодом схемы выпрямления ud = uK – uA = ua – ub = uab (рис. 23, г). На интервале повторяемости II , а напряжение на выходе преобразователя также равно разности потенциалов между общим катодом и общим анодом схемы выпрямления ud = uK – uA = ub – ua = uba (рис. 23, г). Таким образом, имея одну фазу вторичного напряжения, схема имеет две пульсации в кривой выпрямленного напряжения (m2 = 1, m = 2!). Для определения среднего значения выпрямленного напряжения воспользуемся уже известной методикой. Рассматривая первую пульсацию выпрямленного напряжения на интервале повторяемости I (рис. 23, г), можем записать , (78) или U2 = 1,11 Ud0. Условия работы вентилей в этой схеме определяются следующими значениями токов: – максимальное значение тока вентильного плеча IVD max = Id; – среднее значение тока вентильного плеча IVD ср = Id / 2. По значению IVD1ср можно определить число параллельно включенных вентилей в вентильном плече. Условия работы вентилей в этой схеме также определяются значением максимального обратного напряжения на вентильном плече. Кривая обратного напряжения на вентильном плече в этой схеме представлена на рис. 23, д. Максимальное значение обратного напряжения определяется его амплитудой: UVD max = = = 1,57 Ud0. (79) По значению UVD max можно определить число последовательно включенных вентилей в вентильном плече. Условия работы трансформатора в этой схеме. По закону Кирхгофа составим уравнение: i2 + iVD4 – iVD1 = 0, (80) откуда i2 = iVD1 – iVD4. (81)
Кривая тока вентильной обмотки трансформатора в этой схеме, построенная по выражению (81), приведена на рис. 23, е. Действующее значение тока вентильной обмотки трансформатора равно: . (82) Так как за период питающего напряжения вентильная обмотка трансформатора обтекается током дважды за период, то мостовая схема получила название двухтактной. Для определения тока сетевой обмотки используем положение, что сумма ампер-витков по замкнутому контуру в трансформаторе должна быть равна нулю: i1w1 + i2w2 = 0, (83) откуда . (84) На рис. 23, ж приведена кривая тока сетевой обмотки трансформатора, построенная по выражению (84) в предположении, что он приведенный ( =1). Мощность вентильной обмотки трансформатора в этой схеме равна: . (85) Мощность сетевой обмотки трансформатора в этой схеме равна: . (86) Типовая мощность трансформатора равна: . (87) Для сравнения в однофазной нулевой схеме выпрямления , что свидетельствует о преимуществе мостовой схемы выпрямления. Поэтому в силовых цепях электровозов переменного тока (ВЛ 80Р, ВЛ180С, ВЛ 80Т, ВЛ 85, ВЛ 65 и др.) применяют только однофазную мостовую схему выпрямления.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|