Индуктивный характер нагрузки

Постановка пассивного сглаживающего фильтра на выходе выпрямителя существенно влияет на физические процессы в самом выпрямителе. Индуктивный характер имеет место при работе выпрямителя на фильтр, начинающийся с индуктивности, или на обмотку реле, контактора, обмотки возбуждения электрических машин и др. Схема простейшего выпрямителя с индуктивным характером нагрузки показана на рис. 3.34. В этих схемах, как правило, выполняется условие со!»Ril, т. е. индуктивное сопротивление дросселя на частоте пульсаций больше сопротивления нагрузки. Известно, что ток в индуктивности отстает от напряжения на п/2 и процесс нарастания и спада тока заканчивается в пределах одного периода.

ОднО

Рис. 3.34. ОднО<|)а311ый одиотакшый выпрямитель С индуктивным характером

нагрузки

Ток в цепи /2 несинусоидалсн, так как кроме ЭДС вторичной обмотки в ней действует ЭДС индую щи дросселя

При увеличении тока происходит накопление энергии в магнитном поле дросселя, а при уменьшении тока - освобождение этой энергии.

Зависимость угла протекания тока от постоянной времени

Рис. 3.35. Зависимость угла протекания тока от постоянной времени

Таким образом, результатом включения индуктивности является «затягивание» тока вентиля. Угол протекания тока зависит от постоянной времени

гд - сопротивление диода, /*2 - омическое сопротивление вторичной обмотки трансформатора (рис. 3.35).

Выполнить соотношение со/./R > 10 сложно, поскольку возрастают потери в самом дросселе и существенно снижается общий КПД. Поэтому при индуктивном характере нагрузки применяют многофазные схемы р > 2, где легко обеспечивается непрерывность тока за период пульсаций.

Возьмем трехфазный однолистный выпрямитель (рис. 3.36). На этом рисунке:

L$ - индуктивность рассеяния вторичной обмотки;

г - сопротивление потерь (г = п + п/п), которое обычно /•« Л„;

у - угол перекрытия фаз.

Поскольку соL » Rn, ток в нагрузке неизменный, а ток через вентиль имеет форму прямоугольного импульса. Переход тока с вентиля на вентиль из-за индуктивности рассеяния нс может произойти мгновенно. Ее ЭДС самоиндукции препятствует изменению тока: в одной фазе он снижается,

а в другой нарастает. В результате ток одновременно течет по двум фазам, Tho явление называется перекрытием токов фаз. Оно существенно влияет на качественные и количественные соотношения в схеме выпрямления.

В однотакгной однофазной схеме ист перехода тока с одного вентиля на другой, поэтому Ls в ней на физические процессы практически не влияет. В трехфазной схеме имеет место конечное время перехода тока (переключение фаз). Если пренебречь сопротивлением вентилей и трансформатора, то затягивания тока не будет - переключение мгновенное. Из-за перекрытия фаз постоянная составляющая Uq уменьшается на величину площади заштрихованного треугольника в напряжении Uj.

Внешняя характеристика выпрямителя с индуктивным характером нагрузки

Рис. 3.37. Внешняя характеристика выпрямителя с индуктивным характером нагрузки

Т^ехфазный однотакшый выпрямитель

Рис. 3.36. Т^ехфазный однотакшый выпрямитель

В итоге наличие г и L, приводит к более резкому падению внешней характеристики выпря- мителя (т. е. повышению Явых), которая показана на рис. 3.37.

Здесь при токе нагрузки, меньшем некоторой величины /0кр, соотношение со/. » Ra перестает выполняться. Ток дросселя становится прерывистым. Дроссель разряжается полностью, и напряжение возрастает.

По выпрямителям с индуктивным характером нагрузки можно сделать следующие выводы:

  • 1) индуктивная состааляющая сопротивления нагрузки должна быль соизмерима с Ra (иначе КПД будет низким);
  • 2) форма кривой тока вентиля приближается к прямоугольной;
  • 3) длительность работы каждой фазы нс зависит от индуктивности в цепи нагрузки, а определяется числом фаз выпрямления (пульсностью) и индуктивностью рассеяния трансформатора;
  • 4) наличие индуктивности рассеяния приводит к перекрытию токов фаз, при этом снижается, а пульсации на входе сглаживающего фильтра возрастают.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >