Задача 2-15

Построить кривую выпрямленного напряжения U_d и обратного напряжения на вентиле B₁, если вышел из строя вентиль В₃ (неисправность ти­па "разрыв") в схеме выпрямителя на рис.2-29.

Решение: Фазные э.д.с. во вторичных обмотках трансфор­матора представлена на рис.2-30. Если бы все вентили выпрямителя были бы исправны, то форма выпрямленного напряжения на нагрузке R_d была бы такая, как показа­но на рис.2-30 б тонкими сплошными линиями. Алгоритм переключения вентилей в этом слу­чае представлен на рис.2-30 в. При этом переключение вентилей катодной группы (В₁, В₃, В₅) происходило бы в точках естес­твенной коммутации 1,3,5,7...(рис.30 а), а вентили анодной группы (В₄, В₆, В₂) переключались бы в точках естественной коммутации 2,4,6,8...

В случае появления в цепи вентиля В₃ неисправности типа "разрыв" пере­ход тока нагрузки с вентиля В₁ на вентили B₃ в точке 1 оказывается невозможным, поэтому вентиль В₁ будет продолжать проводить ток до тех пор, пока потенциал анода его, определяемый потенциалом фазы a e_2a, будет выше потенциала катода определяемого потенциалом фазы c e_2c, т.е. до точки 2. В точке 2 одновременно происходят следующие события. Во-первых, в соответствии с алгоритмом переключения вентилей анодной группы, открывается вентиль В₄ т.к. потенциал его катода, определяемый э.д.с. e_2a остановится более отрицательным, чем потенциал катода работавшего ранее вентиля В₂, а вентиль В₂ вследствие этого закрывается и выходит из работы, т.к. после открытия вентиля В₄ на анод вентиля B₂ будет подаваться потенциал фазы a e_2a, более низкий, чем потенциал e_2c, определяющий потенциал катода вентиля В₂, т.е. вентиль B₂ начи­ная с точки 2 окажется под обратным, запирающим напряжением.

Во-вторых в катодной группе вентилей в точке 2 потенциалы фаз а и с сравнялись друг с другом, а затем потенциал фазы с e_2c становит­ся выше потенциала фазы a e_2a и следовательно, вентиль В₁, закрыва­ется в точке 2, т.к. потенциал его анода становится меньшим, чем потенциал катода, вместо него открывается вентиль В₅, т.к. потенци­ал его анода распределенный потенциалом фазы c e_2a становится вы­ше потенциала фазы. Следовательно, начиная с точки 2 вместо вышедших из работы вентилей В₁ и В₂ ток нагрузки будут проводить вентили В₅ и В₄. Такое положение сохранится до точки естественной коммутации 4, где вместо вентиля В₄ в анодной группе включится вентиль B₆, а в анодной группе по-прежнему будет проводить ток вентиль В₅. Далее процессы протекают точно также как и в исправном выпрямите­ле до точки 7, где все описанные особенности, связанные с разрывом в цепи вентиля В₃, повторяются.

Таким образом, выпрямленное напряжение на нагрузке будет на учас­тке от точки 1 до точки 3 определяться напряжением e_ac и e_ca (рис.2-30 б), а не e_bc и e_ba, как было бы в исправном выпрямите­ле. Напряжение на вентиле В₁ построено на рис.2-30 д следующим образом. На интервале от точки 0 до точки естественной коммутации 2 вентиль В₁ открыт и проводит ток нагрузки. Поэтому на этом интерва­ле при допущении идеальности вентиля разность потенциалов между анодом и катодом равна нулю. В точке 2 вентиль В₁ закрывается, а открывается вентиль В₅, через который на катод вентиля В₁ поступает потенциал фазы с e_2с. Потенциал катода вентиля В₁ по-прежнему определяется э.д.с. фазы а e_ca. Это положение будет сохраняться в течение всего интервала, пока будет открыт вентиль В₅, т.е. до точки естественной коммутации 5. При этом напряжение между анодом и като­дом вентиля В₁ определяется разностью потенциалов между фазами a и с е_ac, (рис.2-30 д). В точке 5 вентиля В₁ снова открывается и все процессы повторяются.