img065

Wartość średnią względną napięcia wyprostowanego przy uwzględnieniu straty napięcia spowodowanej komutacją określa równanie

(3.264)

Ud _ a _ AUdK _ 1 +cos j«o U_d o    U_i0    2

Zależność (3.264) jest identyczna jak zależność (3.222) dla prostownika dwupul-sowego.

Wartość średnią prądu wyprostowanego, zależną od kąta komutacji ju₀, można wyznaczyć posługując się równaniem (3.181)

h =    [1 - cos /r₀]    (3.265)

Przedstawienie wykreślne charakterystyki prądowo-napięciowej prostownika, wyrażonej w wartościach względnych, wymaga znajomości prądu zwarciowego. W prostowniku trójpulsowym można wyróżnić dwa rodzaje zwarć po stronie wtórnej. 1. Zwarcie dwóch faz

Jak wynika z rys. 3.83, prąd zwarcia dwóch faz jest równy prądowi obwodu komutacyjnego

J_Z = I_K= U ]/3/2Z_K    (3.266)

2. Zwarcie wszystkich trzech faz

Gdy zwiera się wszystkie trzy fazy poprzez elementy zaworowe, to powstaje zwarcie symetryczne. Przebiegi prądów wszystkich trzech zaworów ilustruje w tym przypadku rys. 3.84. Prądy te zawierają zarówno składową stałą jak też i składową zmienną

hz =

1—

U/2

X_K

U ]/2

U |/2 X K

[1—cos rot]

(3.267)

hz =

T

Rys. 3.84. Przebiegi prądów w zaworach prostownika trójpulsowego, zwartego po stronie prądu stałego

Kąt przewodzenia każdego zaworu wynosi A ■ 2n, Suma trzech prądów

płynących przez zawory daje wyłącznie prąd stały, ponieważ suma składowych

zmiennych jest równa zeru, czyli

j/3-^-    (3.268)

Równanie (3.268) wyraża największą możliwą wartość średnią prądu, który może płynąć w obwodzie prądu stałego.

Prąd zwarcia trójfazowego wprowadza się jako wielkość odniesienia i wtedy z równań (3.265) i (3.268) wynika zależność

(3.269)

J_t _    1    1—cosp₀

Idz ]/ 3    2

Podstawiając następnie w równaniu (3.269) wyrażenie na cos /<₀, które wynika ze wzoru (3.264), otrzymuje się

JZl * i-j/3 A    (3.270)

^ do    ¹dz

Równanie (3.270) wyznacza charakterystykę prądowo-napięciową prostownika trójpulsowego, przy założeniu, że komutacja jest prosta. Wynika stąd wniosek, że równanie (3.270) jest spełnione, gdy fi₀ < n/2, przy kącie komutacji większym niż n/2 przewodzą chwilowo trzy zawory, a wtedy obowiązują inne zależności. Na rysunku 3.85 przedstawiono przebieg napięcia wyprostowanego u_d oraz przebieg prądu diody w przypadku granicznym (fi₀ = n/2).

Jeśli zwiększa się prąd odbiornika, to wzrasta kąt komutacji i prostownik osiąga stan, w którym komutacja staje się złożona. W tym przypadku przebiegi napięć i prądów różnią się w sposób istotny od przebiegów przy komutacji prostej;

Gdy czynne są równocześnie trzy zawory, wtedy zachodzi przypadek zwarcia trzech faz transformatora poprzez zawory, przy czym, co jest oczywiste, średnia arytmetyczna napięć wyprostowanych jest równa zeru. Przypomnijmy, że gdy czynne są tylko dwa zawory, wtedy napięcie wyprostowane jest równe średniej arytmetycznej napięć chwilowych odpowiednich faz transformatora, które osiąga zero dopiero wtedy, gdy kąt komutacji jest równy n/2.

Na rysunku 3.86 przedstawiono przebiegi napięć i prądów prostownika trójpulsowego w przypadku, gdy komutacja jest dwukrotna. Zauważmy, że kolejny zawór zaczyna przewodzić wcześniej o kąt 30° względem kąta przecinania się dodatnich przebiegów napięć fazowych. Wynika to właśnie stąd, że przy kącie komutacji fi₀ ■» = n/2, gdy np. zawór 2 przejmuje przewodzenie prądu od zaworu 1, napięcie anodowe u₂ staje się równe zeru, czyli równe napięciu u₃.

Biorąc pod uwagę wyprzedzenie kątowe zaworu wstępującego, łatwo jest przewidzieć, że prąd tego zaworu może być nieciągły lub też ciągły w przedziale 9 — (—30° do 0). Rysunek 3.86 ilustruje taki stan pracy układu, w którym długość