28) Що таке кут комутації ? Чим визначається тривалість інтервалу комутації вентилів?

На прикладі схеми однофазного випрямляча з нульовим виводом та активно-індуктивним навантаженням, кут комутації – це інтервал, на протязі якого струм у вентилі спадає, а у вентилі зростає. Як тільки струм буде дорівнювати нулю, комутація струму з вентиля на вентиль закінчується.

Тривалість інтервалу комутації струму залежить від величини індуктивностей, які зумовлені потоками розсіювання обмоток трансформатора , . Оскільки величини і найчастіше малі, то і величина реактивного опору є також малою. Тому струм у короткозамкнутому контурі з елементами буде швидко спадати у вентилі і швидко зростати у вентилі . В результаті тривалість інтервалу комутації буде невеликою.

29) Чи залежить середнє значення випрямленої напруги від кута комутації вентилів ?

При . Якщо тривалість інтервалу комутації менша за величину , що дійсно для великих значень то можна вважати, що струм на інтервалі змінюються за лінійним законом. При цьому величина на інтервалі комутації буде незмінною.

30) За яких умов можна знехтувати кутом комутації вентилів ?

При зростанні струму і збільшенні величина кута також зростає. Для випрямлячів малої потужності величина незначна, а інтервал комутації малий. Тому часто ним нехтують і вважають, що . Для випрямлячів середньої і великої потужності величиною нехтувати не можна і треба враховувати інтервал комутації.

31) Запишіть вираз для зовнішньої характеристики випрямляча з нульовим виводом з урахуванням комутаційних втрат.

У відповідності з рис миттєві значення випрямленої напруги треба визначати як різницю

,

де випрямлена напруга для ідеального режиму, при частина випрямленої напруги, що втрачається внаслідок комутаційних процесів.

32) Чому дорівнює максимальне значення прямої напруги на вентилях випрямляча з нульовим виводом при навантаженні?

33) Чому дорівнює максимальне значення зворотної напруги на вентилях випрямляча з нульовим виводом при навантаженні?

.

34 За якою формулою визначається регулювальна характеристика випрямляча з нульовим виводом при навантаженні?

Керований режим

Розглянемо розрахунок електричних параметрів випрямляча для цього режиму при допущенні що

комутація струму з одного вентиля на інший відбувається миттєво, тобто . Середнє значення випрямленої напруги

, (1.87)

де .

Вираз (1.87) являє собою регулювальну характеристику випрямляча.

35)Чи впливають комутаційні процеси на рівень вихідної напруги випрямляча з нульовим виводом при навантаженні?

При визначенні дії джерел ЕРС і , вітку навантаження ОК з елементами можна не враховувати, оскільки вона має значно більший опір для змінного струму, ніж опори віток з елементами . При таких припущеннях одержимо розрахункову схему подану на рис. 1.16, б. Струм у цій схемі можна визначити з рівняння

. (1.60)

Якщо відлік часу вести з моменту початку комутації, то тому

(1.61)

Рішення рівняння (1.61) у загальному вигляді

(1.62)

_{де А - стала інтегрування.}

Напруга на вітці навантаження (між точками 0 та К рис.1.16, б) буде дорівнювати нулю, оскільки

, а .

На рис.1.16, в наведена схема для визначення дії джерела струму , яке зумовлене енергією накопиченою в індуктивності до моменту початку комутації. При об’єднанні віток з елементами схема набуває вигляду, показаному на рис. 1.16, г. Струм у колі навантаження можна визначити з рівняння

. (1.63)

Рішення рівняння (1.63) має вигляд

, (1.64)

де початкове значення струму , яке дорівнює струму у момент початку комутації; стала часу електричного кола.

Струм у вентилях

(1.65)

Напруга на вітці навантаження (між точками 0 та К)

. (1.66)

Струм змінюється за експоненційним законом. Його форма залежить від величини сталої часу електричного кола . Чим більше величина у порівнянні з опором , тим більш плавно змінюється крива на інтервалі комутації (рис.1.16, д).

При . Якщо тривалість інтервалу комутації менша за величину , що дійсно для великих значень то можна вважати, що струм на інтервалі змінюються за лінійним законом. При цьому величина на інтервалі комутації буде незмінною (лінія АВ на рис.1.16, е).

Підсумуємо дію джерел та і визначимо струми у вентилях і напругу на навантаженні

(1.67)

Сталу інтегрування визначаємо з початкових умов

. (1.68)

Таким чином, струми у вентилях і напруга на навантаженні в період комутації будуть такими

(1.69)

Інтервал комутації закінчиться у момент, коли струм буде дорівнювати нулю. Після цього починається III інтервал, на протязі якого струм протікає тільки через вентиль . На цьому інтервалі відбуваються такі ж самі процеси, що і на І інтервалі.

При інженерних розрахунках величиною напруги на індуктивності можна знехтувати, оскільки виконується умова . При такому припущенні крива напруги співпадає з кривими ЕРС і для інтервалів I, III. На другому інтервалі крива співпадає з віссю абсцис (лінія АВ на рис.1.16, ж).

Цьому режиму відповідають такі параметри , де середнє значення випрямленого струму. Підставляючи ці параметри у систему рівнянь (1.69), для II інтервалу одержимо

(1.70)

Тривалість інтервалу комутації визначається з першого рівняння системи (1.70) з урахуванням граничних умов :

(1.71)

При зростанні струму і збільшенні величина кута також зростає. Для випрямлячів малої потужності величина незначна, а інтервал комутації малий. Тому часто ним нехтують і вважають, що . Для випрямлячів середньої і великої потужності величиною нехтувати не можна і треба враховувати інтервал комутації.