Управляемый выпрямитель с активно-индуктивной нагрузкой в режиме прерывистого тока

В мощных выпрямителях появление больших токов нагрузки приводит к появлению больших токов рассеивания в трансформаторах. Это влечет за собой появление больших индуктивностей (L_н≠0) рассеивания и соответственно больших индуктивных сопротивлений. Наличие индуктивности L_н препятствует изменению тока i_d. Ток изменяется с запаздыванием.

Если в момент времени t₀ (рис. 35) к вентилю V1 прикладывается прямое напряжение, а в момент времени t₁ на управляющий электрод тиристора подан управляющий сигнал i_у1, то вентиль открывается. К нагрузке подключается верхняя часть вторичной обмотка трансформатора, напряжение на нагрузке u_d. возрастает скачком и далее повторяет форму напряжения u₂, ток i_d нагрузки изменяется плавно.

При этом полярности тока и напряжения совпадают, а мгновенная мощность имеет положительный знак, указывая на то, что энергия поступает из сети. Поступающая в нагрузку энергия потребляется на активном сопротивлении и запасается в индуктивности. В момент времени t₂ (рис. 35) напряжение u₂=0 и далее меняет свой знак, в то время, как ток продолжает протекать в прежнем направлении благодаря индуктивности, которая стремится задержать спад тока.

Отрицательный знак мгновенной мощности указывает на возврат энергии запасенной индуктивностью в сеть. На интервале времени t₂-t₃ нагрузка является источником энергии. В момент времени t₃ запасенная энергия равна нулю, ток спадает до нуля и вентиль V1 закрывается.

Рис. 35. Эпюры токов и напряжений управляемого выпрямителя при работе на активно-индуктивную нагрузку в режиме прерывистого тока

После бестоковой паузы (интервал времени t₃-t₄) в момент времени t₄ подается управляющий сигнал i_у2, на вентиль V2 и далее процесс повторяется. Режим работы, когда между интервалами проводимости вентилей на нагрузке имеются бестоковые паузы, называется режимом прерывистого тока. В режиме прерывистого тока угол проводящего состояния вентиля λ<π.

Появление интервалов времени, когда напряжение на нагрузке имеет отрицательные мгновенные значения и происходит возврат энергии в сеть, приводит к тому, что среднее значение выпрямленного напряжения уменьшается

Среднее значение выпрямленного напряжения зависит не только от угла управления, но и от характера нагрузки, т. е. от соотношения реактивного индуктивного и активного сопротивления нагрузки (ω_пL_н/R_н). При увеличении индуктивности или уменьшении активного сопротивления длительность бестоковых пауз уменьшается, а выходное напряжение возрастает при неизменном угле управления.