рассчитать пульсации тока источника постоянного напряжения. Углы проводимости для полупроводниковых устройств, показанных на рис- 6-1,б, представлены на рнс. 6-5-6-9 для различных коэффициентов мощности различного сдвига углов управления. Зависимости на .этих рисунках даны на основании следующих предположений.

1. Тиристоры и диоды - идеальные элементы, т. е. они имеют пренебрежимо малое прямое падение напряжения в проводящем состоянии и бесконечно большое обратное сопротивлеше, а тиристоры также обладают бесконечно большим прямым сопротивлением в запертом состоянии.

2. Ток нагрузки инвертора синусоидален. Кроме того, предполагается, что он должен быть прямо пропорционален основной гармонике выходного напряжения инвертора, как это было бы в случае неизменного полного сопротивления нагрузки.

3. Током коммутации пренебрегается, и действие коммутации на кривую напряжения считается пренебрежимо малым.

Когда коэффициент мощности нагрузки равен единице и напряжение инвертора максимально, основные гармоники напряжения и тока нагрузки находятся в фазе. Основная гармоника напряжения прямоугольной формы является синусоидой с а.мплитудой iEJn, как показано на рис. 6-5. К тому же очевидно, что для угла 0=0 каждый тирнстор проводит ток в течение 180°. Для того чтобы снизить напряжение на нагрузке на 50"/п от величины 4Ed/n, требуется угол 6=120°, как представлено на рис. 6-6. Основная гармоника напряжения или тока нагрузки сдвинута по фазе относительно обеих основных гармоник напряжений «а,о и uj-o на угол, равный половине угла 6, т. е. 6/2. Как показано на рис. 6-6, ток нагрузки опережает основную гармонику напряжения Ua-o на угол 6/2 и отстает от основной гармоники напряжения Иб-о на угол 6/2.

Следующие понятия будут применяться всюду при рассмотрении процессов:

а) «рабочий ток» -ток, протекающий через два тиристора от источника постоянного напряжения к нагрузке;

б) «циркуляционный ток» - ток, протекающий через нагрузку, один тиристор и обратный диод. Этот цирку-174

ляцпонпый ток не протекает через источник постоянного напряжения;

в) «возвратный ток» -ток, протекающий через два обратных диода - нагрузку и источник постоянного на-прялсевия. Прн этом энергия возвращается источнику постоянного напряжения.

Рис. 6-9. Кривые напряжений и токов для схемы рис. 6-1,6 при коэффициенте мощюстп индуктивной нагрузки, равном 0,259 и 0 = 120°.

Интервал Л - режим возвратного тока; интервал В - режим рабочего тока; интервал С -режим циркуляционного тока.

На основании этих понятий на рис. 6-6 показан режим, когда рабочий ток протекает в течение интервалов О-60° и 180-240° каждого периода, а циркуляционный ток - в течение остальной части периода. При коэффициенте мощности, равном единице, возвратного тока не существует.

При индуктивной нагрузке токи тиристоров и диодов являются функцией угла ф, соответствующего коэффи-12-1503 уп.

циенту мощности, и угла сдвига 0. На рис. 6-7 и 6-8 показаны режимы 0 = 0 и 0=120" для индуктивной нагрузки при коэффициенте мощности 0,5. Для режима, показанного на рис. 6-7, ток теперь не в фазе с основной гармоникой напряжения ы„-о. Момент, в который через тиристор начинает протекать ток нагрузки, задержан относительно момента включения тиристора на угол ([, соответствующий принятому коэффициенту мощности. В данном примере ток начинает протекать через тиристор Т1 спустя 60° после того, как напряжение Ыо-с стало положительным. Аналогичное явление происходит и с другими тиристорами. Когда угол сдвига 120°, как показано на рис. 6-8, ток нагрузки сдвинут по фазе относительно основной гармоники напряжения на угол 0/2 плюс угол, обусловленный коэффициентом мощности-Напротив, ток нагрузки в фазе с основной гармоникой напряжения Ua-o, когда отставание по фазе, вызванное-углом, обусловленным коэффициентом мощности индуктивной нагрузки, нейтрализуется опережающей фазой, вызванной углом сдвига.

Для режима, показанного на рис. 6-5, диоды не проводят тока, так что протекает только одни рабочий ток. На рис. 6-6 и 6-8 в течение части периода протекает рабочий ток, а в течение остальной части периода протекает «циркуляционный ток». В режиме, соответствующем рис. 6-7, рабочий ток протекает в течение части периода, а в остальную часть периода протекает «возвратный ток», когда проводят одновременно два диода. На рис. 6-9 показан режим при таких коэффициенте мощности и угле сдвига, когда имеет место протекание в течение периода всех трех видов токов.

Среднее значение тока через тиристоры и диоды может быть легко определено для схемы рис. 6-1,6 для всех углов сдвига и коэффициентов мощности путем использования рнс. 6-5-6-9:

sin <)/ d(.ot;

(6-10)

•тз - т4 -

sin tot diot.

(6-11)

Здесь /„-амплитуда синусоидального тока нагруз

..... I ,„ 1 в I ы 1 ф-- I . входящие в соста!

2

ки, а величины

, в.чодящие в состав

выражений верхних пределов интегралов, являются соответственно суммой и разностью между углом, обусловленным коэффициентом мощности, и половиной угла сдвига. Знаки означают, что положителен, когда угол, обусловленный коэффициентом мощности, опережающий, а 0 положителен, когда Ыь-о опережает Ua-c-

Средние значения токов через диоды определяются выражениями:

(И - -Д2 2п J

f si

2- J

sm doit.

(6-12)

(6-13)

Ток потребляемый от источника постоянного напряжения, равен разности между токами тиристоров и обратных диодов:

Г sin (>4 dcot \

sin (t db>t

ч>-

- f sin cot d(ot- j sin Ы dot

Действующее значение этого тока:

(6-14)

-\- г sinotdct- \ sin=w

>t dmt