в силу симметрии кривой щ относительно оси ординат все члены с синусами в гармоническом ряде отсутствуют. Амплитуда k-u гармонической составляющей выпрямленного напряжения

О COS kmwt dwt -

ofem -

-л/т

(1.6)

(kmY.- \ (Am)?-1

Выражение (1.5) справедливо при m2.

Содержание переменной составляющей в кривой выпрямленного напряжения определяется коэффициентом пульсации

fe=i L -. (1.6)

Переменная составляющая или пульсация напряжения в большинстве случаев оценивается по первой гармонике, имеющей наибольшую амплитуду и самую низкую частоту. Для первой гармоники (==1) пульсация

fe i-2/(m-l).

Как видно из рис. 1.9,6-5, каждая фаза вторичной обмотки трансформатора и каждый вентиль в однотактных схемах работают один раз за период в течение части периода 2я/т. Среднее значение тока в обмотка трансформатора и через вентиль в т раз меньше тока нагрузки, т. е.

Действующее значение тока вторичной обмотки и вентиля

/я = /, =

/я/т -п/т

О, d(0t

sin-

2я m

(1.7)

2т--- -

R m sin (л/т)

m sin (n/m)

- амплитуда тока вторичной обмотки.

в двухтактных (мостовых) схемах действующее значение тока вентиля /д определяется из выражения (1.7), а действующее значение тока во вторичной обмотке

/2 =/в 1/2 .

Коэффициент формы кривой тока вторичной обмотки

к - 2 1(2п/т.) + sin (2я/т)]

* /ср 2 sin (л/т)

Линейное напряжение первичной обмотки Um отличается от линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора 1/2л в п раз: f/in = f2n , где л -коэффициент трансформации. Отсюда легко определить соотношение между фазными значениями напряжений вторичной и первичной обмоток для различных схем соединения последних. Соотношения между токами в фазах первичных и вторичных обмоток зависят не только от коэффициента трансформации и схемы соединения первичных обмоток, но и от числа фаз первичных mi и вторичных тг обмоток.

При одинаковом числе фаз первичных и вторичных обмоток {m\ = mi) и одинаковых схемах соединения обмоток (звезда - звезда) действующее значение тока фазы первичной обмотки меньше приведенного значения тока вторичной обмотки, так как в кривой тока первичной обмотки отсутствует постоянная составляющая, т. е.

Ук1т + sin (и/т) [я cos (я/от) - 2 sin (я/m)] X--

1/2 sin (я/от)

Если число фаз вторичных обмоток больше числа фаз первичных обмоток шгшх в 2 раза и более, то в каждой фазе первичной обмотки будет тг/гпх импульсов тока за период и действующее значение

/1 = - Vmlnii /2. я

Полезная мощность выпрямителя, отдаваемая им в нагрузку на стороне постоянного тока, равна произведению выпрямленного напряжения на ток (средние значения), т. е. Po = f/o/o.

Мощность, на которую должны быть рассчитаны трансформатор и вентили, определяется не только постоянной, но и переменной составляющей тока и напряжения. Эта мощность, называемая габаритной, больше полезной и определяется действующими значениями напряжения и тока, т. е.

где Si, S], Sip - мощность соответственно вторичной, первичной обмоток и трансформатора, В-А.

В однотактных схемах выпрямления мощность в цепи вторичных обмоток больше, чем в цепи первичных (S2>5i), вследствие наличия постоянной составляющей в кривой тока вторичной обмотки. Мощность в цепи выпрямленного тока Ро во всех схемах выпрямления меньше мощностей S2, Si, Stp, т. е. коэффициенты использования трансформатора hi, ki, тр всегда меньше единицы.

Коэффициент полезного действия выпрямителя

т,=--, (1.8)

/о + тр д

тле Po = UoIo - мощность в цепи выпрямленного тока; Ртр - потери в трансформаторе; Рд - потери в вентилях выпрямителя.

При выводе расчетных формул предполагалось, что трансформатор и вентили идеальные. В реальном выпрямителе сопротивления вентилей и обмоток трансформатора не равны нулю. Ток нагрузки (выпрямленный ток), протекая через эти сопротивления, создает на них падение напряжения, что приводит к уменьшению напряжения на нагрузке. С ростом тока нагрузки потери напряжения на сопротивлениях вентилей и трансформатора будут расти, и поэтому напряжение на нагрузке будет пропорционально уменьшаться. Зависимость напряжения на нагрузке от тока нагрузки Uo=f{Io) называется внешней (нагрузочной) характеристикой. Эта характеристика является одной из важнейших характеристик выпрямителя.

Если выпрямитель не нагружен, то ток нагрузки Iq равен нулю и потери выпрямленного напряжения на сопротивлениях трансформатора и вентиля также равны нулю. Такой режим работы выпрямителя называется режимом холостого хода. В режиме холостого хода выход-