и = иііо- іі = иа/иа.

Каждому углу регулирования ос соответствует своя внешняя характеристика, Верхняя характеристика соответствует работе выпрямителя при отсутствии регулирования (а = 0) или выпрямителя на неуправляемых вентилях. Характеристика имеет три сопрягающихся между собой участка: первый участок от холостого хода (/ = 0) до точки М, второй участок —от точки М до N и третий участок — от точки N до короткого замыкания (тгі = 0). Первый участок соответствует работе выпрямителя в так называемой зоне нормальных нагрузок.

0 0,1 0,2 0,3 0Л 0,5 0,5 0,7 0.8 0,9 „/„

Рис. 3-6. Обобщенные внешние характеристики трехфазного мостового выпрямителя

Угол коммутации у в этой зоне однозначно связан с током нагрузки //, В периоде выпрямленного напряжения (60°) можно различать два интервала: вне-коммутационный и коммутационный. Во внекоммутационном интервале (60° — — у) работают два вентиля — по одному из .анодной и катодной групп; в коммутационном интервале (у) работают три вентиля — один из некоммутируюшей и два из коммутирующей группы. В этой зоне внешняя характеристика линейна. Предельные относительные значения выпрямленных тока и напряжения для этой зоны (точка М): \а = 0,433; %а = 0,75.

Когда угол у, увеличиваясь с током, достигает 60° (точка Л1), длительность первого интервала становится равной нулю. Как только закрывается один вентиль, в тот же момент открывается очередной вентиль. У выпрямителя чередуются интервалы работы трех вентилей.

При дальнейшем увеличении тока нагрузки угол коммутации продолжает оставаться неизменным и равным 60°, однако начинает меняться угол регулирования а'. Это объясняется тем, что к моменту отпирания очередного вентиля потенциал его анода оказывается отрицательным и вентиль не может открыться до тех пор, пока не закроется предыдущий вентиль и потенциал анода очередного вентиля не станет положительным. Так, угол регулирования а' становится больше заданного системой управления (а = 0) не увеличением нагрузки продолжает возрастать. В этой зоне внешняя характеристика описывается уравнением эллипса. Зона носит название зоны трехвентильпого режима. Предельные относительные значения выпрямленных тока и напряжения для этой зоны (точка /V): и = 0,75; та = 0,433.

Как только угол ос' + у достигнет в точке N значения 90°, начинается режим поочередной работы трех и четырех вентилей. Угол регулирования в этом режиме неизменен и равен а = 30°, длительность коммутации больше 60°.

В интервале, когда открыты четыре вентиля, мгновенное выпрямленное напряжение равно нулю. Уравнение внешней характеристики в этой зоне вновь представляет собой прямую линию.

В зависимости от угла регулирования отдельные зоны работы выпрямителя смещаются или вообще исключаются. Так, для а = 15е первый линейный участок характерце гики продолжается до точки т, далее следуют эллиптический н второй линейный участки, как при а = 0.

При а = 30° характеристика состоит из двух линейных участков, которые сопрягаются в точке N. При а = 45° характеристика состоит из двух линейных участков, сопрягающихся в точке п. При углах а 73* 60° характерце гики состоят только из одного линейного участка, соответствующего первой зоне работы выпрямителя.

Обобщенные внешние характеристики являются при данной схеме выпрямления едиными независимо от типа п назначения выпрямители. Однако параметры силовой цепи выпрямителя могут быть рассчитаны таким образом, что он будет работать в различных областях обобщенных внешних характеристик.

Основным показателем, характеризующим параметры силовой цепи выпрямителя и определяющим область его работы на внешних характеристиках, является относительное значение напряжения короткого замыкания силовой цепи выпрямителя ек.

На рис. 3-7 представлена зависимость, связывающая ел с относительным значением номинального тока выпрямителя \а ном, построенная иа основании равенства, справедливого для трехфазной мостовой схемы [9]:

На том же рисунке показана зависимость относительного суммарного падения выпрямленного напряжения Лтл от /',/„ом, построенная с использованием внешней характеристики выпрямителя при а —0 (рис. 3-6), и зависимость угла у от ¡4 „он, построенная па основании уравнения коммутации [91 для углов у ^ ^ 60°.

На рис. 3-7 видно, что если значение ек составляет, например, 0,1, то относительный поминальный ток выпрямителя //нОч~0,1 и суммарное падение напряжения при номинальном токе Дт^ « 0,06, т. е. выпрямитель имеет пологопа-дающие (жесткие) внешние характеристики. Короткое замыкание с током \а = 1 является недопустимым аварийным режимом работы выпрямителя.

Если параметры выпрямителя рассчитаны так, что ек равно, например, 0,63, то относительный номинальный ток выпрямителя составляет \л „ом ж 0,6, суммарное относительное падение напряжения при номинальном токе Дтй = 0,38, выпрямитель имеет крутопадаюшне внешние характеристики. Установившееся короткое замыкание с током ]а — 1 является обычным технологическим нежимом зажигания ду] и.

Каждая схема выпрямления имеет присущее ей семейство обобщенных внешних характеристик Однако с учетом ряда допущений (отсутствует рассеяние между вторичными обмотками одной фазы в кольцевой схеме и схеме с уравнительным дросселем, отсутствует выхот, на шестнфазнын нулевой режим при малых токах в схеме с уравнительным дросселем) приведенное семейство внешних характеристик (рис. 3-6) справедливо для всех трех рассмотренных ранее схем.

Следует отметить, что характеристики, снятые при ка = 0. близко совпадают с приведенными на рнс. 3-6 Однако физические процессы в выпрямителе при х,1 = 0 несколько отличаются от рассмотренных. В частности, в выпрямителях отсутствует режим поочередной работы трех н четырех вентилей [13].

Рис. 3-7. Зависимость угла коммутации, относительных значений напряжения короткого замыкания и суммарного падения выпрямленного напряжения от относительного значения номинального тока