Работа однофазного однотактного выпрямителя на активную нагрузку

В однофазной однотактной схеме выпрямителя (рис. 1.6, а) тиристор VS1 соединен последовательно с активным сопротивлением Rн и синусоидальным переменным напряжением u2(wt) (рис. 1.7, а) вторичной обмотки трансформатора ТV1.

Схема управления СУ выпрямителя, к выходу которой подключен управляющий электрод тиристора VS1, формирует синхронно с выпрямляемым переменным напряжением управляющий сигнал uу(w t)(рис. 1.7, б), фаза которого относительно напряжения u2(w t) может регулироваться. В момент w t 1 тиристор VS1 открывается и через него в интервале wt 1… π будет протекать прямой ток i0(w t) (рис. 1.7, в). Ток i0(w t) на выходе выпрямителя (он же является током нагрузки iн(w t) = i 0(w t) = u0(wt)/Rн) протекает до тех пор, пока тиристор VS1 не выключится вследствие перемены знака напряжения u2(w t), т. е. в момент wt 2 = π. Начало (момент) протекания тока i0(w t) может изменяться путем регулирования угла a по отношению к напряжению u2(w t). В результате, изменяя соотношение фаз начала протекания тока относительно фазы приложенного напряжения u2(w t), можно регулировать величину напряжения и тока от максимального значения при a = 0 вплоть до нулевого значения (отсюда и понятие “фазовое регулирование”).

Среднее значение U0 выпрямленного напряжения u0(w t) (см. рис. 1.7, в) при активном характере нагрузки определяется как

(1.26)

При a= 0 выпрямленное напряжение u0(w t) (см. рис. 1.7, г) будет таким же, как и в неуправляемом однофазном однотактном выпрямителе, когда вместо управляемого электрического вентиля VS1 (см. рис. 1.6, а) используется неуправляемый – диод. При этом получаем максимальное значение U0maxвыпрямленного напряжения:

Рисунок 1.7 – Диаграммы, иллюстрирующие процессы однофазной схемы управляемого выпрямителя при активном (а, б, в, г) и индуктивном (а, б, д, е, ж) характере нагрузки

(1.27)

При активном характере нагрузки кривая выпрямленного тока i 0(w t) повторяет кривую u0(w t) (см. рис. 1.7, в, г), поэтому среднее значение выпрямленного тока I0 определяется в виде

(1.28)

Регулировочная характеристика для рассматриваемой схемы определяется в виде

(1.29)

На рис. 1.8 приведена регулировочная характеристика рассматриваемой схемы для случая чисто активной нагрузки.

Рисунок 1.8 – Регулировочная характеристика однофазного однотактного управляемого выпрямителя при активной нагрузке