Эффект коммутации в выпрямителях
Если в выпрямителях малой мощности процесс коммутации тока вентиля близок к идеальному, то в выпрямителях средней и большой мощности
(P0 ≥ 2 кВт) характер коммутации определяется индуктивностью рассеяния преобразовательного трансформатора (см. рис. 4.5, а). Изменение тока в фазах выпрямителя происходит постепенно, в течение промежутка времени, определяемого углом γ, который называют углом коммутации.
Выпрямители средней и большой мощности обычно работают на фильтр
с индуктивной реакцией. При большом значении величины L0 в интервале коммутации i0 = i2a+ i2b = I0 = const. Следовательно, di2a= –di2b. Для интервала коммутации по второму закону Кирхгофа составляем баланс напряжений:
 (4.18)
Решение этих уравнений даёт следующие результаты:
– мгновенное значение напряжения  на входе фильтра в интервале коммутации
 (4.19)
а по окончании коммутации u0,γ совпадает с кривой фазной ЭДС e2 (рис. 4.5, б);
– ток фазы, прекращающей работу в интервале коммутации:
 (4.20)
а по окончании коммутации i2a = 0;
– ток фазы, вступающей в работу в интервале коммутации:
 (4.21)
а по окончании коммутации i2в = I0 (рис. 4.5, б);
– угол коммутации γ зависит от амплитудного Е2м.лин значения линейного напряжения, величины LS, тока I0 и частоты ω = 2πf питающей сети:
 ; (4.22)
– среднее значение выпрямленного напряжения
 (4.23)
при m2 ≥ 2 и p = 1.
С учётом активного сопротивления потерь RП и числа тактов выпрямления р при m2 ≥ 1
 . (4.24)
Величина U0 находится по формуле (4.3) и может рассматриваться как значение выпрямленного напряжения в режиме холостого хода (U0 = U0х.х). Величина  играет роль внутреннего сопротивления выпрямителя. Поэтому уравнение внешней характеристики выпрямителя U0(I0) на основании выражения (4.24) будет иметь вид
 , (4.25)
где RL – омическое сопротивление индуктивного фильтра. Изменение величины LS приводит к изменению наклона внешней характеристики выпрямителя.
Увеличение угла γ коммутации приводит к возрастанию коэффициента пульсаций на входе фильтра и к отставанию по фазе токов i2a, i2b, i2c от соответствующей фазной ЭДС е2. В результате снижается коэффициент мощности выпрямителя  . Уменьшается также действующее значение тока вентильной обмотки.
Следует помнить, что наличие LS в фазах выпрямления приводит к возникновению импульсных повторяющихся перенапряжений (так называемых «иголок» – рис. 4.5, г), которые могут пробить вентили. Для устранения этих явлений параллельно вентилю VD следует включать демпфирующую RC-цепочку.
| Рис. 4.5. Влияние эффекта коммутации на токи и напряжения в выпрямителе: а – эквивалентная схема; б и в – диаграммы токов и напряжений; г – демпфирующая цепочка
|      
|
