1.2.6 Работа неуправляемого выпрямителя на нагрузку с противо - э. Д. С.

Р

Рис. 1.2.14.

абота выпрямителя на противо - э. д. с. в цепи нагрузки является самой частой моделью реальных нагрузок. Такими нагрузками являются:

- якорная цепь машины постоянного тока, содержащая в схеме замещения кроме RL-параметров якорной обмотки еще и э. д. с. вращения машины;

- аккумуляторы, замещаемые источником э. д. с. с малым активным внутренним сопротивлением;

- гальванические ванны в химическом и металлургическом производстве, имеющие встречную э. д. с. раствора или расплава;

- электрические дуги сварки, газоразрядных приборов освещения, плазменных установок и т.п.

Главной особенностью такого рода потребителей является наличие у них собственной э. д. с. , которая направлена навстречу э. д. с. выпрямителя. В результате протекающий через нагрузку ток будет определяться разностью двух э. д. с. — э. д. с. выпрямителя и э. д. с. приемника.

На рисунке 1.2.4 представлена схема мостового выпрямителя, нагруженного на нагрузку с противо - э. д. с. Сопротивление R_d в данном случае равно сумме сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника противо – э. д. с.. Мгновенный выпрямленный ток в цепи нагрузки определяется следующим уравнением:

.

Очевидно, что ток через вентили схемы может проходить только в те части периода, когда мгновенное выпрямленное напряжение будет больше

Рис. 1.2.15.

. В результате кривая выпрямленного тока будет иметь прерывистый характер. Обратное напряжение остается в этом режиме таким же, как и при работе схемы на активную нагрузку.

1.2.7 Внешние характеристики выпрямителей

Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока. На рисунке 1.2.16 приведены внешние характеристики двухполупериодного выпрямителя.

При чисто активной нагрузке наклон внешней характеристики с увеличением тока обусловлен потерями в проводящих проводах в активном сопротивлении обмоток трансформатора, падением напряжения на диодах и потерями в стали трансформатора.

При активно-индуктивной нагрузке наклон внешней характеристики увеличивается, так как добавляются активные потери в обмотке сглаживающего дросселя.

При активно-емкостной нагрузке характеристика начинается из точки , так как на холостом ходу конденсатор заряжается до амплитудного значения входного напряжения. Характеристика имеет большой наклон и зависит от постоянной времени .

Рис. 1.2.16

При активно-индуктивно-емкостной нагрузке среднее значение тока при больших значения совпадает с характеристикой при активно-индуктивной нагрузке. В выпрямленном токе и напряжении присутствуют переменная и постоянная составляющие, причем величина переменной составляющей выпрямленного тока в основном определяется величиной индуктивности сглаживающего дросселя. При уменьшении среднего значения тока нагрузки до величины режим работы выпрямителя изменяется, ток в дросселе становится прерывистым и начинается процесс подзаряда конденсатора. Кривая внешней характеристики становится подобна кривой при активно-емкостной нагрузке. Изменение вида внешней характеристики необходимо учитывать при проектировании выпрямителей, поскольку при уменьшении тока нагрузки меньше происходит резкое увеличение выпрямленного напряжения, примерно в 1.5 раза, и маломощная нагрузка может этого не выдержать. Величина составляет 7-10 % от номинального значения тока нагрузки, её можно уменьшить, увеличив величину индуктивности дросселя. При работе аппаратуры желательно схемотехнически избегать режим работы ниже , на пример использовать балластное сопротивление.