Исследование трёхфазного шести пульсового выпрямителя
Цель лабораторной работы: экспериментально проверить основные соотношения между токами и напряжениями в различных звеньях схемы, снять внешнюю характеристику выпрямителя.
Краткие теоретические сведения
В мостовой трехфазной схеме каждая вентильная обмотка трансформатора подключается между катодом и анодом диодов одной фазы (например, диоды 
и 
подключаются к фазе а. Трехфазная мостовая схема выпрямления изображена на рис. 3.1. При этом три анода диодов , 
, 
имеют общую точку, образуя анодную группу, а три других диода , 
, 
образуют общую катодную группу. В любой момент времени при идеальном трансформаторе открыты одновременно два вентиля: один в катодной группе, а другой в анодной. Волновые диаграммы, позволяющие анализировать работу схемы с течением времени, для чисто активной нагрузки изображены на рис. 3.2.
При работе схемы в катодной группе открыт тот вентиль, потенциал анода которого выше потенциалов анодов других вентилей, а в анодной – тот вентиль, потенциал катода которого наиболее низкий по отношению к потенциалам катодов остальных вентилей. (Потенциал отсчитывается относительно нулевой точки вторичной обмотки трансформатора). Естественная коммутация тока с одного вентиля на следующий (очередной в данной группе) в идеальной схеме происходит мгновенно. Коммутация начинается с момента пересечения между собой синусоид фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора (точки естественной коммутации 1, 3, 5, 7, 2, 4, 6 на рис. 3.2, а). Время коммутации при реальных параметрах трансформатора определяется суммарным индуктивным сопротивлением питающей сети и трансформатора, а также током нагрузки. Выпрямленное напряжение 
является разностью мгновенных значений фазных напряжений, т. е. равно мгновенным значениям соответствующих линейных напряжений. На рис. 3.2, а заштрихована площадка выпрямленного напряжения для промежутка времени 1–2. За период будет 6 таких площадок. Следовательно, данная схема имеет 6 пульсаций выпрямленного напряжения за период.
|
|
Трехфазная мостовая схема выпрямления
Временные диаграммы в схеме изображены для одного периода, поскольку процессы в выпрямителе с каждым периодом повторяются. Условия работы каждого из вентилей в схеме одинаковы и для того, чтобы их охарактеризовать, достаточно изучить формы токов и напряжений для одного вентиля. Для других вентилей все соотношения будут справедливы с той лишь разницей, что процессы будут сдвинуты во времени.
Временные диаграммы токов и напряжений соответствуют чисто активной нагрузке и идеальному трансформатору. Временные диаграммы тока вентиля и обратного напряжения изображены на рис. 3.2 для вентиля , фазы а.
При активно-индуктивной нагрузке и отсутствии коммутации (
, 
) форма тока вентиля будет иметь вид прямоугольника с высотой, равной Id, и длительностью 2/3 периода. Ток в фазе вторичной обмотки трансформатора будет состоять из двух таких прямоугольников, сдвинутых по фазе на 1/6 периода, один из которых должен быть отрицательной полярности.
Рис. 3.2. Временные диаграммы напряжений и токов: а – напряжения трех фаз вентильных обмоток; б – очередность работы вентилей; в – формы выпрямленного напряжения ud и его среднее значение Ud; формы выпрямленного тока и его среднее значение Id; г – тока вентиля ia (вентиль 
) и его среднее значение за период – 
; д – формы обратного напряжения на вентиле (вентиль ); е – тока вторичной обмотки (фаза а). Ток первичной обмотки по форме аналогичен току вторичной обмотки
|
|