Первый этап коммутации тока вентилей

В интервале 0…1 диод VD1 открывается, а диод VD2 закрывается. Если два диода открыты, то трансформатор работает в режиме короткого замыкания. Для контура короткого замыкания можно записать уравнение электрического состояния, используя мгновенные значения токов и напряжений:

Ограничивает этот ток чисто индуктивное сопротивление, и тогда ток отстает от напряжения на 90 и изменяется по косинусоидальному закону.

В начале коммутации ток вентиля равен свободной составляющей.

Ток вентиля, вступающего в работу равен сумме переходного тока и его свободной составляющей.

В конце коммутационного этапа ток вентиля достигает величины.

Внекоммутационный период работы вентиля

Псоле окончания переходного процесса наступает внекоммутационнный ежим работы выпрячмителя, при котром работает только один венотиль, в данном случае VD1. Величину индуктивности дросселя берут достаточно большой. При этом напряжение (ток) становится идеально с глаженным и равным постоянной состовляющей напряжения (тока), обозначенной на схеме рис. 9.2 символом Id.

Второй этап коммутации тока вентилей

В интервале 2…3 диод VD1 закрывается, а диод VD1 открывается. Возникает ток короткого замыкания в контуре U2 — X_S — VD2 — VD1 — X_S — U2. Диод VD1 закрывается встречным током, который также определяется удвоенным напряжением вторичной обмотки трансформатора:

Ток коммутации тоже равен.

.

Закон изменения свободной составляющей тока переходного процесса также изменяется по косинусоидальному закону, но начальное значение тока равно Id, тогда.

Во второй коммутации ток вентиля изменяется по закону.

В обоих случаях выпрямленный ток определяется формулой.

Среднее выпрямленное напряжение в режиме холостого хода В режиме холостого хода ток нагрузки равен нулю, потому коммутационных периодов в выпрямителе нет. Среднее выпрямленное напряжение находим так.

Потери напряжения в результате коммутационных процессов Среднее значение напряжения потерь за период найдем путем суммирования и усреднения потерь за половину периода.

.

откуда потери в цепи открывающегося вентиля равны.

Сравнивая выражения (9.5) и (9,7) окончательно получим.

Внешняя характеристика выпрямителя Внешняя характеристика получается с учетом полученных нами выражений (9.6) и (9.8):

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора Для определения действующего значения тока первичной обмотки трансформатора заменим ток вентиля прямоугольником, тогда.

Ток первичной обмотки трансформатора равен.

Параметры вентилей Начальный скачок обратного напряжения на вентиле определим в момент открытия вентиля. В это время через ранее работающий вентиль в диоду открывющемуся приложено удвоенной напряжени со вторичной обмотки трансформатора Средний ток вентиля равен.

Максимальное обратное напряжение.

Параметры трансформатора Параметры трансформатора определяются на основе входных и выходных токов и напряжений трансформатора. Расчеты, выполненные нами, позволяют вычислить мощности первичной S1, вторичной S1 и типовой мощности S трансформатора.

Мощность вторичной обмотки больше мощности первичной обмотки трансформатора по следующим причинам:

• — ток первичной обмотки знакопеременный и в нем нет постоянной составляющей тока;
• — ток вторичной обмотки содержит постоянную составляющую тока. Половина вторичной обмотки трансформатора проводит ток только в течение половины периода. Это указывает на большее число гармоник, чем в первичной обмотке. По этой причине суммарная мощность всех гармоник вместе с постоянной составляющей тока дает коэффициент запаса в расчетной мощности, равный 1,57.