ния 60°:а:90° Между импульсами тока нет промежутков (рис. 2.127-2.130). Кривые уравнительных токов и их средние значения могут быть получены по кривой иапряжения (см., например, задачу 2.28). Не вдаваясь в подробности вычислений, укажем только, что относительный уравнительный ток

1 ур.ср-

2coLyp

Рис. 2.128. Характерные диаграммы работы преобразователя с двумя мостами, соединенными встречно-параллельно при угле управления =60° (к задаче 2.64).

для углов управления в диапазоне 0°:а:60° вычисляется по формуле

ур.ср -

--- (sin о - а COS а),

а для углов управления а диапазоне б0*а<90* -йо формуле

ур ср-

-(l-.)c (.-fj-(-.)>s(-).

r.r\.r\r.r\r.r\r.r\nf\-

Рис. 2.129. Характерные диаграммы работы преобразователя с двумя мостами, соединенными встречно-параллельно при угле управления а=75° (к задаче 2.64).

На рис. 2.181 показана зависимость /*yp.cp=f(а). Наибольшее относительное значение уравнительного тока наблюдается при а= =60° и равно 0,566.

Указанные формулы для /*ур.ср относятся к режиму XX, так как ток и также создает падения напряжения на сглаживающих реакторах, что должно бьшо бы учитываться при вычислениях. Однако если Ld=Koo или хотя бы L<i Lyp, то падение напряжения на

£ур, вызванное пульсацией вынрймленногй тока, ничтожно мало по сравнению с Uyp.

В соответствии с условиями задачи допустимо среднее значение уравнительного тока

/ур.доп=0,025/й=25 А.

isz -sd Uji tisz Us3

r\r\r\fvvv\rv\rv\rv\

Рис. 2.130. Характерные диаграммы работы преобразователя с двумя мостами, соединенными встречно-параллельно при угле управления =90° (к задаче 2.64).

Рис. 2.131. Уравнительный ток в преобразователе с двумя мостами, соединенными встречно-параллельно.

Z0 ео 3€ ш т по

Для ограничения тока до этого значения требуется уравнительный реактор с индуктивностью

V2Us /*ур.ср.наиб К?.235 0.566 ур- 2й 2-314 25

ур.ср. доп >

= 0,012 Гн= 12 мГн.

2.6. ПРИМЕРЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

Пример 2.1. Два выпрямителя, показанных иа рис. 2.132.0 и 2.132,6, имеют одно и то же среднее значение напряжения на вы ходе. Сопоставить токи нагрузки диодов и обратные напряжения диодов.

а) Г/д обр. макс =fdl 1ц.ср- р^

б) ffl.обр. макс = fdl /д.ср= 2Rd ,

Пример 2.2. Управляемый преобразователь со схемой соединений 1Ф1Н2П питает нагрузку, состоящую из последовательно соединенных реактора с индуктивностью Lй^>° и резистора с сопро-

2.132. Схемы РУ 2.1.

к приме-

2.133. Схема ру 2.4.

к приме-

тивлением Rd=5 Ом. Действующее значение напряжения вентильной обмотки преобразовательного трансформатора t/s=220 В, индуктивность контура коммутации Z,.j=10 Гн, частота f-50 Гц. Угол управ ления а=60°. Найти средние значения выпрямленного напряжения и тока тиристоров и угол коммутации.

Ответ: Ud = 82,5 В; /т,ср=/т2ср= = 25 а; y=10,5°.

Пример 2.3. Управляемый преобразователь со схемой соединений 1Ф1Н2П работает при угле управления а=150°. Построить кривые выпрямленного напряжения и тока сетевой обмотки. Найти среднее значение тока нагрузки. Дано: t/e=150 В, Laoo, Ra= = 10 Ом, £d=200 В, =5мГн.

Ответ: /<г = 7,9 А

Пример 2.4. Выпрямитель, показанный на рис. 2.133, присоединен к источнику несимметричного напряжения: t/si=200 В, f;s2=100 В, /=50 Гц. Задано: ?d = 10 Ом, a-QO . Определить Id, если а) Ld=0; б) Ld=t;oo.

а) ld = -

3 2

V2Us

= 6,75 а; б) ld = 0.

Пример 2.5. Найти расчетную мощность трансформатора, питающего выпрямитель (рис. 2.134), если а) 1<г=0; б) Ld=t;oo. Дано: f;p=100 В, Us=lOO В, RdlO Ом, Вентили и трансформатор иде-адьнне,

Ответ: а) 5тр=1207 В-А (l,49Pd); б) 5тр=1086 B-A(l,34Pd)-Пример 2.6. Построить кривую выпрямленного напряжения

преобразователя со схемой соединений, показанной на рис. 2.24.

Найти угол коммутации, среднее значение напряжения на нагрузке

и среднее значение выпрямленного тока. Дано: а=30°, Us=llO В,

=0,2 Ом, Rd=lO Ом, Ldoo.

Ответ: f/d=85,3 В; /d=8,53 А; у=1.24.

Рис. 2.134. Схема выпрямителя к примеру 2.5.

Рис. 2.135. Схема управляемого преобразователя типа 1Ф2И2П (пример 2.7).

Пример 2.7. Определить среднее значение выпрямленного тока и угол коммутации управляемого однофазного мостового преобразователя (рис. 2.135), если 1/=150 В, /=50 Гц, /?d=l,5 Ом, -d~oo, *=30°. Вентили идеальные. йтр=1. Построить

кривые напряжении на нагрузке и тока нагрузки, а также кривые токов сетевой и вентильной обмоток трансформатора.

Ответ: /d=46,8 А; у=50,8°.

о

О

®

Wp=Ws

Рис. 2.Г36. Схема управляемого преобразователя типа 1Ф1Н2П (пример 2.8).

Рис. 2.137. Схема управляемого преобразователя типа 1Ф2Н2П (пример 2.9).

Пример .2.8. Какое напряжение будет показано вольтметром электродинамической системы, присоединенным к преобразователю, как показано на рис. 2.136, если f/s=110 В, Rd=W Ом, £d=100 В, 0=90°. Построить кривые наприжения Ud и тока id.

Ответ: f;d=110 В.

Пример 2.9. Определить коэффициент мощности X управляемого однофазного мостового выпрямителя (рис. 2.137). Построить

кривые и определить значения выпрямленного найряжейий, Среднего и действующего значений тока вентилей. Дано: ГУз=100 В, а=45°, Rd=lO Ом, Laoo. Трансформатор идеальный.

Ответ: 1 == 0.63Т. Ua== 63,7 В; /<г = 6,37А; /.ер =

-3,185 А; /., = 4,5 А.

Пример 2.10. Определить общий коэффициент мощности, коэффициент искажения формы кривой и cos ф неуправляемого вьшрямителя со схемой соединений 1Ф1Н2П. Нагрузка состоит из последовательно соединенных резистора с сопротивлением Rd и реактора с индуктивностью Lf при а) L<j=;=cx.; б) Ld=0. Трансформатор и вентили идеальные.

4 4

Ответ: а) cos9= l;.v= -p==-; I - y , ; 6) cosy = v =

rv->o

Рис. 2.138. Схема полууправляемого преобразователя (пример 2.14).

Пример 2.11. Определить средние значения выпрямленных напряжении и тока и угол коммутации управлиемого выпрямителя со схемой соединений 1Ф1Н2П. Дано: <f=0,04 Ом, Rd = \ Ом, Ld oo, а=30°, f/s=]000 В, f=50 Гц.

Ответ: Ua=770 В; /d= =770 А; Y=2.3°.

Пример 2.12. Управляемый выпрямитель со схемой соединений 1Ф1КШ работает на индуктивную нагрузку. Напряжение вентильной обмотки трансформатора f/,=110 В, /=50 Гц, 0=60°. Определить индуктивность нагрузки и среднее значение выпрямленного тока при условии, что действующее значение тока нагрузки при короткозамкнутом тиристоре равно 22 А.

Ответ: Z,d=15,9 мГи; /=18,9 А.

Пример 2.13. Выпрямитель со схемой соединений 1Ф1Н2П используется для зарядки батареи. Напряжение вентильной обмотки преобразовательного трансформатора f/si=t/s2=14,l В. Определить среднее значение зарядного тока, если противо-ЭДС батареи £d= = 16 В, а активное сопротивление источника i?d=0,2 Ом. Вентили идеальные.

Ответ: /d=5,895 А.

Пример 2.14. В полууправляемой мостовой схеме, показанной на рнс. 2.138, угол управления тиристоров а=30°, f/s=100 В, Rd= = 10 Ом, Ld°°, f=50 Гц. Трансформатор и вентили идеальные. Определить средние значения токов диода Д\ и тиристора Tj.

Ответ: / ,=/ti=4,19 А.

Пример 2.15. Вычислить среднее значение выпрямленного тока выпрямителя со схемой соединений, показанной на рис. 2.139, если Rd=lO Ом, Ld=l,4,rH. U220 В, /=50 Гц. Трансформатор и вентили идеальные.

Ответ: /d=19,8 А.

-Rd-

Пример 2.1б. В схеме, представленной на рис. 2.140,0, выходное напряжение фазосмещающего контура подается на формирователь управляющих импульсов ФУИ. При положительном напряжении на выходе контура на тиристор поступает управляющий импульс. Определить угол управления и среднее значение тока нагрузки. Тиристор и трансформатор идеальные. Дано: lJs= ==110 B,J?d=5 Ом, J?=10 см, С=1 мкФ, f=50 Гц.

Ответ: Векторная диаграмма показана на рис. 2.140,6, а =17,45°, /d=9,7 А.

Пример 2.17. Неуправляемый преобразователь со схемой соединений 1Ф2Н2П работает на нагрузку, состоящую из: а) активного сопротивления Rd; б) последовательно соединенных активного сопротивления Rd и индуктивности Ld°o.

Рис. 2.139 Схема выпрямителя к примеру 2.15.

ФУИ

Рнс. 2.140. с>хема (я) и векторная диаграмма (б) к примеру 2.16.

Определить потери в диодах. Показания амперметра электродинамической системы /d=500 А. Характеристики диодов в прямом направлении могут быть приближенно выражены формулой

Au =0,9+2-10-=i .

Ответ: а) Рд = 1062 Вт; б) Рд=950 Вт.

Пример 2.18. Цепь постоянного тока инвертора типа 1Ф1Н2П с естественной коммутацией содержит резистор с сопротивлением Pd=0,2 Ом и сглаживающий реактор с индуктивностью Ldoo. Какой угол управления должен быть установлен, если ЭДС источника питания постоянного тока iEd=200 В, а нужно, чтобы среднее значение тока в цепи постоянного тока было /d=200 А. Напряжение вентильной полуобмотки трансформатора f/s=200 В, частота /= =50 Гц, индуктивность контура коммутации Z=0,055 мГн. Вентили

идеальные.

О т в е т: а= 152°, Р= 180-10=28°; v= 1.4 Пpимep 2.19. Преобразователь со схемой соединений ЗФШЗП работает на активную нагрузку с Rd=l Ом. Обмотки преобразовательного трансформатора соединены по схеме звезда - звезда . Фазное напряжение вентильной обмотки трансформатора t/s=222 В; напряжение, измеренное на выводах постоянного тока t/d=150 В. Найти значение а. Если угол управления не изменился, а в цепь постоянного тока введена индуктивность Ld, то какими будут сред-

Нее зн&чёнйе выпрямленного напряжения И средние и действующие значения токов вентилей? Трансформатор и вентили идеальные.

Ответ: а=60°; f;d=130 В; /i,cp=43,3 А; /i=75,l А.

Пример 2.20. Выпрямитель со схемой соединений, представленной на рис. 2.141,0, работает на активную нагрузку iR. Определить: а) среднее значение выпрямленного напряжения; б) обратное напряжение диода; в) среднее значение тока диода, если /d=500 А. Коэффициенты трансформации: ш,/Шр,= 1; Ws2lWpi=\/VЗ . Трансформатор и вентили идеальные.

а) Схема соединений вьшрямителя симметричная, однонаправленная, четырехпульсная, следовательно,

б) Из векторной диаграммы напряжений вентильных обмоток (рис. 2.141,6) следует;

Я.обр. макс - 2К2 Ug.

в) /л.ср=125 А.

Рис. 2.141. Схема выпрямителя к примеру 2.20.

Пример 2.21. Преобразователь со схемой соединений ЗФШЗП работает на активную нагрузку с Rd-2 Ом. Среднее значение тока нагрузки /й=100 А, угол управления а=60°. Определить напряжение на вентильной обмотке трансформатора, максимальное значение обратного напряжения тиристора и среднее значение тока тиристора. Трансформатор и вентили идеальные.

Ответ: fy.=296 В; 1/т .обр.макс=725 В; /т.ср=33,33 А.

Пример 2.22. Управляемый преобразователь со схемой соединений ЗФШЗП работает на нагрузку, состоящую из последовательно соединенных резистора и противо-ЭДС. Определить угол управления, соответствующий границе между непрерывной и прерывистой про-води.мостями. Приняв, что отпирающий импульс широкий, а угол управления равен 5°, найти среднее значение выпрямленного тока.

Дано: t7s=100 В, £<i=22,7 В, Rd=l Ом.

Ответ: а=20,75°; /<г=93,8 А.

Пример 2.23. Управляемый преобразователь со схемой соединений ЗФШЗП работает на нагрузку, состоящую из последовательно соединенных реактора с индуктивностью Ld=soo и резистора с сопротивлением Rd=5 Ом. Преобразовательный трансформатор идеальный. Обмотки трансформатора соединены по схеме звезда - звезда , коэффициент трансформации Wp:Ws=l:l (рис. 2.142). Схема питается от трехфазной сети 3X380 В. Угол управления а= =30°. Построить кривую тока сетевой обмотки для одной из фаз. Определить среднее значение тока тиристора и действующее значение тока в сетевой обмотке трансформатора.

Ответ: ipi = -{2isi - is2-is3); /т.ср= 14,87 A;;J/p = = 21,05 А.

Пример 2.24. Фазное напряжение вентильной обмотки трансформатора преобразователя со схемой соединений ЗФШЗП составляет f7s=220 В. Среднее значение тока нагрузки, протекающего через уравнительный реактор с индуктивностью Ld-°°, равно 1й= =50 А. Реактивное сопротивление контура коммутации Х- =0,32 Ом. Найти мгновенное значение тока is в фазе, переходящей в проводящее состояние, для момента i=0,5 мс после начала коммутации. Активным сопротивлением трансформатора и падениями напряжения на вентилях пренебречь.

1 -XOS cof . .

Ответ: tV(0 = rf i cosr =10,52 А.

Рис. 2.142. Схема выпрямителя к примеру 2.23.

Пример 2.25. Определить действующие значения токов се-гевой и вентильной обмоток трансформатора со схемой соединений обмоток звезда - звезда и А:тр=1, питающего управляемый преобразователь со схемой соединений ЗФШЗП. Трансформатор и вентили идеальные. Дано: i/s= =220 В, i?d = 1,285 Ом, Ld=t;oo, а=60°.

Ответ: /d=100 А; / = =57,7 А; /г>=47,2 А.

Пример 2.26. Управляемый преобразователь со схемой соединений ЗФШЗП работает на нагрузку, состоящую из последова-

тельно соединенных резистора и реактора. Дано: f/s=100 В, Ra -\ Ом, Z,d=oo, 1=2 мГн, а=30°, f=50 Гц. Определить Id, /т.ср,

f/d и Y- Вентили идеальные.

Ответ: /d=79,5 А; /т.ср=26,5 А; Y=33°; £/ =79,5 В. Пример 2.27. Цепь постоянного тока преобразователя со схемой соединений ЗФШЗП, работающего в инверторном режиме, содержит противо-ЭДС £d=220 В, индуктивность Ld°° и активное сопротивление Rd~\ Ом. Определить Id и Y. если f/i=100 В, /= =50 Гц, a=120°,i.,=l мГн.

Ответ: /d=123 А; Y=24,5°.

Пример 2.28. Преобразователь со схемой соединений ЗФШЗП работает в инверторном режиме. Вычислить средние значения напряжения и тока на стороне постоянного тока, а также максимальное значение обратного напряжения тиристоров, если угол управления а=120°, действующее значение напряжения вентильной обмотки трансформатора t/s=100 В, £d=80 В, i?d=2 Ом, Z,d=oo.

Ответ: f;d=-58,5 В; /d=10,75 А; 1/т.обр.манс=246 В.

Пример 2.29. Управляемый выпрямитель со схемой соединений ЗФШЗП работает на нагрузку, состоящую из последовательно соединенных реактора с индуктивностью Ь^оо и резистора с сопротивлением Rd==2 Ом. Среднее значение тока нагрузки поддерживается постоянным (/d=250 А) при помощи изменения угла управления, а напряжение питания изменяется от Ushom до l,15t/sH0M- Реактивное сопротивление трансформатора - .=0,08 Ом, действующее значение дополнительного падения напряжения At/=10 В. Определить номинальное- напряжение источника питания и требуемый диапазон изменения угла управления.

Рис. 2.143. Схема выпрямителя к примеру 2.30.

Рис. 2.144. Схема выпрямителя к примеру 2.32.

Ответ: Г/ но м=522 В; 0°<а<32°.

Пример 2.30. Преобразователь со схемой соединений ЗФШЗП работает на нагрузку, состоящую из последовательно соединенных противо-ЭДС £d=100 В и активного сопротивления i?d=10 Ом (рис. 2.143). Преобразователь идеальный. Определить средние значения выпрямленного напряжения и тока нагрузки. Дано: С/е=200 В, угол управления а=60°.

Ответ: i/d=169 В; /d=6,9 А.

Пример 2.31. Управляемый выпрямитель со схемой соединений ЗФШЗП работает на нагрузку, состоящую из последовательно соединенных резистора и реактора. Определить значение индуктивности, если граница между непрерывной и прерывистой проводимостями вьшрямителя проходит при угле управления а=80°. Активное сопротивление нагрузки R£=4 Ом, частота f=50 Гц. Вентили идеальные.

Ответ: Ld=29 мГн.

Пример 2.32. Определить ток диодов выпрямителя со схемой соединений, представленной на рис. 2.144, при углах управления: а) а=30°; б) а=60°. Дано: £/=200 В, /?d=10 Ом, Uoo, f=50 В.

Ответ: а) /доср=0; /д1ср=/<1/3=6,89 А; б) /доср=0,25/а/3= = 0,82 А; /д,ор=0,75/й/3=2,46 А.

Пример 2.33. В цепи постоянного тока преобразователя со схемой соединений ЗФШЗП, работающего в инверторном режиме, И11 еются прследовательно соединенные реакторы с индуктивностью