Схемы выпрямления переменного тока

I. Однополупериодная. Последовательно с нагрузкой включается вентиль или диод, который образует плечо и подается однофазное переменное напряжение. В один из полупериодов, когда на вентиль подается прямое напряжение, через вентиль и нагрузку проходит прямой ток. В другой полупериод на вентиль подается обратное напряжение и ток по вентилю и нагрузке не проходит. Среднее напряжение на нагрузке равно половине напряжения сети, а ток постоянный по направлению и пульсирующий по величине. Такая схема выпрямления применяется ограниченно, так как выпрямляет напряжение только в один полупериод.

II.

К крайним выводам трансформатора подключаются аноды или катоды вентилей двух плеч. С другой стороны аноды или катоды вентилей плеч соединяются вместе. Нагрузка или потребитель подключается между средним выводом трансформатора (нулевым) и между общим анодом или катодом плеч. При такой схеме в оба полупериода под действием напряжения одной полуобмотки по нагрузке R проходит ток в одном направлении. Напряжение на нагрузке равно напряжению полуобмотки. В нерабочий полупериод на вентили плеча подается обратное напряжение, которое равно сумме напряжений полуобмоток или двойному рабочему – это необходимо учитывать, чтобы не было пробоя вентилей в плечах.

III. Двухполупериодная мостовая.При данной схеме используется 4-е вентиля, которые соединяются между собой и образуют контур. Катоды двух вентилей или плеч соединяются вместе и образуют «+» моста, а аноды двух других плеч образуют «-» моста. «+» и «-» моста образуют диагональ постоянного напряжения к которым подключается нагрузка R. Свободные катоды и аноды плеч соединяются вместе и образуют диагональ, на которую подается однофазное переменное напряжение от обмотки трансформатора или от сети переменного тока. При данной схеме в оба полупериода по нагрузке проходит ток постоянного направления и изменяется по величине с двойной частотой. В каждый полупериод поочередно работают два плеча моста, а в нерабочий полупериод на вентили плеч подается обратное напряжение равное рабочему.

IV. Мостовая полууправляемая. Два плеча моста собираются на управляемых вентилях – тиристорах. При помощи электронных блоков на управляющие электроды тиристоров в определенный момент полупериода подается импульс напряжения, тиристоры открываются и до конца полупериода работают как неуправляемые вентили. В конце полупериода прямой ток по тиристору уменьшается и тиристор закрывается. Изменяя время открытия тиристоров плеч можно плавно регулировать и поддерживать постоянное напряжение на нагрузке. Применяется на ВЛ-80с для подачи напряжения на обмотку управления ТРПШ.

V. Двухполупериодная мостовая с разомкнутыми плечами мостов.Применяется для выпрямления переменного тока при подаче на ТЭД секции ВЛ-80с. Две выпрямительные установки (ВУ), по схеме 61 и 62 собраны по мостовой схеме но в каждой ВУ два плеча моста со стороны подачи переменного напряжения, разомкнуты. Вывод а1 нерегулируемой части 1-й полуобмотки соединяется с неразомкнутым плечом ВУ61, а средний вывод ПР второй полуобмотки с неразомкнутым плечом ВУ 62. Одновременно вывод а1 и средний вывод ПР 2-й полуобмотки соединяются проводом, который называется уравнительным или нулевым. Катод разомкнутого плеча ВУ 61 соединяется со средним выводом ПР 1-й полуобмотки и с анодом разомкнутого плеча ВУ 62. Анод разомкнутого плеча ВУ 61 соединяется с катодом разомкнутого плеча ВУ 62 и с выводом а2 нерегулируемой части 2-й полуобмотки.

При такой схеме соединения:

1. В первый полупериод, когда ЭДС во вторичных обмотках направлена справа налево, от первой полуобмотки, через ВУ 61 подается напряжение на 1-й и 2-й ТЭД первой тележки. От 2-й полуобмотки, через ВУ 62 подается напряжение на 3-й и 4-й ТЭД второй тележки.

2. В следующий полупериод, когда ЭДС направлена слева направо:

a) От 1-й полуобмотки, через ВУ 62 подается напряжение на 3-й и 4-й ТЭД второй тележки, затем ток проходит по уравнительному проводу справа налево.

b) От 2-й полуобмотки, через ВУ 61 подается напряжение на 1-й и 2-й ТЭД первой тележки и ток проходит по уравнительному проводу слева направо.

Таким образом, в этот полупериод по уравнительному проводу проходят встречно направленные токи ТЭД первой и второй тележек и если эти токи равны, то ток в уравнительном проводе равен 0, поэтому этот провод называют нулевым. Но в этом случае ток проходит последовательно по группам ТЭД и по полуобмоткам трансформатора.

На четных позициях ЭКГ, когда напряжение 1-й полуобмотки больше напряжений 2-й примерно на 72 В, ток 3-го и 4-го ТЭД также больше тока 1-го и 2-го ТЭД. В этом случае по уравнительному проводу проходит разность этих токов, но одновременно выравнивается среднее напряжение на тяговых двигателях за период, поэтому провод называют еще и уравнительным.

Применение схемы с разомкнутыми плечами мостов и переходных реакторов, работающих как делители напряжения, при малом числе выводов полуобмоток (14), дает получить большее число позиций регулирования напряжения на ТЭД.