Методология расчета и анализа режимов работы фазоуправляемых полупроводниковых выпрямителей для курсового проектирования

В современной электротехнике, где потребность в преобразовании переменного тока в постоянный является одной из фундаментальных, управляемые выпрямители играют ключевую роль. Эти устройства, способные не только трансформировать вид электрической энергии, но и гибко регулировать её выходные параметры, такие как напряжение и ток, стали незаменимыми компонентами в широком спектре промышленных и бытовых систем. От приводов электродвигателей до систем электроснабжения, от зарядных устройств до высокоточного лабораторного оборудования – везде, где требуется контролируемый источник постоянного тока, фазоуправляемые выпрямители находят своё применение.

Целью данной курсовой работы является разработка исчерпывающей методологии расчёта и анализа режимов работы полупроводниковых выпрямителей, способной стать фундаментальным руководством для студентов технических вузов. Мы углубимся в принципы их функционирования, детально рассмотрим методы расчёта ключевых электрических и тепловых параметров, а также проанализируем влияние различных факторов на качество преобразованной энергии. Задачей работы является не только представление стандартных расчётных процедур, но и детализация тех аспектов, которые часто остаются за рамками типовых учебных пособий: глубокий анализ гармонического состава, комплексное проектирование сглаживающих фильтров, а также подробный расчёт теплового режима силовых вентилей. В рамках данной методологии мы последовательно пройдём путь от теоретических основ до практических рекомендаций по выбору компонентов и обеспечению надёжности, формируя полноценное инженерное решение для проектирования управляемых выпрямительных устройств.

Теоретические основы фазоуправляемых выпрямителей

Фазоуправляемые выпрямители, по сути, являются мостом между переменным и постоянным миром электроэнергии. Их способность не только осуществлять это преобразование, но и тонко регулировать выходные параметры, делает их незаменимыми в современной электронике. В этом разделе мы раскроем фундаментальные принципы их работы, изучим их классификацию и проанализируем ключевые преимущества и недостатки, определяющие их место в индустрии, а также как они влияют на выбор конкретной схемы.

Принцип действия и основные элементы

В сердце каждого управляемого выпрямителя лежит полупроводниковый прибор — тиристор, или, как его ещё называют, кремниевый управляемый выпрямитель (SCR). Тиристор представляет собой четырёхслойную P-N-P-N структуру, которая в отличие от диода, способна переходить в проводящее состояние не только при прямом напряжении на аноде и катоде, но и при подаче управляющего импульса на его управляющий электрод. Именно эта особенность позволяет реализовать принцип фазового управления.

Фазовое управление заключается в изменении момента времени, когда тиристор «открывается» или переходит в проводящее состояние, относительно начала полупериода входного напряжения. Этот момент определяется углом управления α, отсчитываемым от естественной точки включения диода в аналогичной схеме. Чем больше угол α, тем позже тиристор начинает проводить ток, и тем меньше среднее значение выпрямленного напряжения на выходе.

Процесс работы тиристора можно описать следующим образом:

1. Включение (отпирание): Тиристор находится в запертом состоянии, когда на его аноде положительный потенциал относительно катода, но управляющий импульс на управляющий электрод ещё не подан. Как только на управляющий электрод подаётся достаточно сильный кратковременный импульс тока, тиристор переходит в открытое состояние, и ток начинает протекать от анода к катоду. Важно отметить, что после открытия тиристора управляющий импульс можно снять – прибор будет оставаться в проводящем состоянии до тех пор, пока ток через него не упадёт ниже значения тока удержания.
2. Выключение (запирание): Тиристор выключается (запирается) естественным путём, когда ток через него падает до нуля или меняет направление. В цепях переменного тока это происходит при переходе сетевого напряжения через ноль, когда прямой ток через тиристор прекращается.

Таким образом, посредством регулирования угла α мы можем управлять средней величиной выходного напряжения и тока выпрямителя, обеспечивая гибкость в управлении нагрузкой.

Классификация управляемых выпрямителей

Многообразие применений управляемых выпрямителей привело к развитию различных схемотехнических решений, которые можно классифицировать по нескольким признакам:

1. По числу фаз питающей сети:
   • Однофазные управляемые выпрямители: Используются в сетях с одной фазой переменного тока. Они широко применяются в импульсных и линейных источниках питания малой и средней мощности, бытовой технике, а также в контроллерах двигателей постоянного тока.
   • Трёхфазные управляемые выпрямители: Предназначены для работы в трёхфазных сетях. Эти схемы являются предпочтительными для средних и больших мощностей, поскольку обеспечивают более сглаженное выпрямленное напряжение и меньшие пульсации по сравнению с однофазными аналогами.
2. По схемотехнике:
   • Однополупериодные выпрямители: Простейшие схемы, пропускающие только одну полуволну переменного тока. В управляемом варианте для однофазной сети используется один тиристор. Отличаются высоким уровнем пульсаций и низким коэффициентом использования трансформатора, поэтому применяются редко, в основном для очень малых мощностей.
   • Двухполупериодные выпрямители:
     • Со средней точкой: Требуют трансформатора с отводом от средней точки вторичной обмотки. Для однофазной сети используют два тиристора. Уменьшают пульсации по сравнению с однополупериодными.
     • Мостовые (схема Гретца): Наиболее распространены как в однофазном, так и в трёхфазном исполнении.
       • Однофазные мостовые выпрямители: Состоят из четырёх тиристоров (или двух тиристоров и двух диодов для полууправляемой схемы). Применяются там, где требуется средняя мощность и сравнительно невысокие пульсации.
       • Трёхфазные мостовые выпрямители (схема Ларионова): Это наиболее распространённая и эффективная схема для трёхфазного выпрямления. Она использует шесть тиристоров и обеспечивает существенно меньшие пульсации на выходе, а также лучшую загрузку трансформатора по сравнению с другими схемами. Применяются в широком диапазоне мощностей, для промышленных установок диапазон мощностей может составлять от 30 до 250 кВт, а выходные токи могут достигать 2000 А при выходных напряжениях до 600 В.

Таким образом, выбор конкретной схемы выпрямителя определяется требуемыми выходными параметрами, мощностью, допустимым уровнем пульсаций и экономическими соображениями.

Преимущества и недостатки управляемых выпрямителей

Управляемые выпрямители, в частности тиристорные, обладают рядом значимых преимуществ, которые обеспечили им широкое распространение, но не лишены и недостатков, требующих учёта при проектировании.

Преимущества:

• Высокий КПД: По сравнению с устаревшими методами регулирования напряжения, такими как автотрансформаторы (ЛАТРы) или реостаты, тиристорные преобразователи имеют значительно более высокий коэффициент полезного действия. Для неуправляемых трёхфазных выпрямителей мощностью до 250 кВт КПД может достигать свыше 95%. Это обусловлено тем, что тиристоры, находясь в открытом состоянии, имеют очень малое падение напряжения, а в закрытом – потребляют минимальный ток.
• Высокая надёжность: Тиристоры способны выдерживать высокие уровни тока и напряжения, что делает их надёжными в мощных промышленных применениях. Отсутствие движущихся частей, в отличие от ЛАТРов, существенно повышает эксплуатационную надёжность и снижает потребность в обслуживании. Надёжность также обеспечивается на стадии проектирования путём адекватного отвода тепла и использования запасов по электрическим нагрузкам.
• Компактность и малый вес: Тиристорные выпрямители значительно компактнее и легче электромеханических регуляторов аналогичной мощности.
• Высокая скорость реакции: Возможность быстрого изменения угла управления α обеспечивает оперативное регулирование выходных параметров, что критически важно для систем автоматического управления.

Недостатки:

• Несинусоидальность потребляемого тока и высшие гармоники: При фазовом управлении ток, потребляемый из сети, становится несинусоидальным, поскольку тиристоры открываются не с самого начала полупериода. Это приводит к появлению в сетевом токе высших гармоник, которые могут вызывать искажения напряжения в сети, дополнительный нагрев оборудования (трансформаторов, двигателей) и сбои в работе чувствительной электроники. Данное явление характеризуется коэффициентом нелинейных искажений (КНИ или THD).
• Потребление реактивной мощности: Управляемые выпрямители являются значительными потребителями реактивной мощности, особенно при больших углах управления α. Регулирование напряжения осуществляется за счёт задержки открытия тиристоров, что вызывает сдвиг фазы потребляемого тока относительно сетевого напряжения. Для трёхфазных мостовых выпрямителей коэффициент мощности при α=0 может достигать 0.95, но значительно снижается при увеличении угла регулирования α. Это приводит к увеличению полной мощности, потребляемой из сети, и, как следствие, к дополнительным потерям в линиях электропередач и необходимости в компенсации реактивной мощности.
• Электромагнитные помехи: Быстрое переключение тиристоров может вызывать импульсные помехи, которые требуют применения специальных фильтров для их подавления.

Таким образом, при проектировании управляемых выпрямителей необходимо тщательно взвешивать их преимущества и недостатки, применяя соответствующие технические решения для минимизации негативных эффектов, таких как фильтры гармоник и устройства для компенсации реактивной мощности.

Структурные схемы систем управления фазоуправляемыми выпрямителями

Эффективность и точность работы фазоуправляемого выпрямителя напрямую зависят от его «мозга» – системы управления. Она не просто включает и выключает тиристоры, но и обеспечивает точное формирование импульсов, синхронизацию с сетью и, при необходимости, стабилизацию выходных параметров. Давайте погрузимся в архитектуру этих систем, начиная с обобщённой схемы и заканчивая детализацией каналов управления.

Обобщённая структурная схема выпрямителя

Любой выпрямитель, особенно управляемый, представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных блоков, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию. Обобщённая структурная схема выпрямителя позволяет представить эти блоки и их взаимодействие в унифицированном виде:

Компоненты схемы:

1. Силовой трансформатор (СТ):
   • Функция: Преобразует сетевое переменное напряжение до требуемого уровня, обеспечивая гальваническую развязку между сетью и нагрузкой, а также необходимое число фаз для вентильного блока.
   • Особенности: Для трёхфазных схем могут использоваться трансформаторы со схемами соединения обмоток «звезда-звезда», «звезда-треугольник» и т.д., что влияет на фазные соотношения и гармонический состав.
2. Вентильный блок (ВБ):
   • Функция: Непосредственно осуществляет выпрямление переменного тока в постоянный. Состоит из силовых полупроводниковых приборов – в случае управляемого выпрямителя это тиристоры (SCR).
   • Особенности: Конфигурация вентильного блока определяет тип выпрямителя (однофазный/трёхфазный, однополупериодный/мостовой). Именно здесь происходит регулирование выпрямленного напряжения за счёт изменения угла отпирания тиристоров.
3. Сглаживающий фильтр (СГФ):
   • Функция: Уменьшает пульсации выпрямленного напряжения, делая его более «постоянным» и пригодным для питания чувствительной нагрузки.
   • Особенности: Может быть индуктивным (L-фильтр), ёмкостным (C-фильтр) или комбинированным (LC-, RLC-фильтр). Выбор типа и параметров фильтра критичен для обеспечения заданного качества выходного напряжения. Подробнее о методике расчёта сглаживающего фильтра можно узнать в соответствующем разделе.
4. Стабилизатор (СТ) (опционально):
   • Функция: Поддерживает выходное напряжение или ток на заданном уровне при изменении напряжения сети или сопротивления нагрузки.
   • Особенности: Может быть реализован как отдельный блок (например, линейный или импульсный стабилизатор) или интегрирован в систему управления выпрямителя через обратную связь.
5. Система управления (СУ):
   • Функция: Генерирует управляющие импульсы для тиристоров вентильного блока, определяя угол управления α. Является «мозгом» выпрямителя, обеспечивающим регулирование выходных параметров.
   • Особенности: Отличается высокой сложностью, включает в себя блоки синхронизации, генерации пилообразного напряжения, сравнения и формирования импульсов.
6. Нагрузка (Н):
   • Функция: Потребитель электрической энергии, получаемой от выпрямителя.
   • Особенности: Может быть активной, активно-индуктивной, активно-ёмкостной, что существенно влияет на режимы работы выпрямителя и требования к сглаживающему фильтру.

Взаимосвязь этих блоков позволяет выпрямителю выполнять свою основную функцию — преобразовывать и регулировать параметры электрической энергии.

Принципы импульсно-фазового управления (СИФУ)

Сердцем системы управления фазоуправляемого выпрямителя является система импульсно-фазового управления (СИФУ). Её основная задача — формирование открывающих импульсов для каждого тиристора вентильного блока таким образом, чтобы момент их подачи точно соответствовал требуемому углу управления α.

Наиболее распространённым принципом работы СИФУ является вертикальное управление. Его суть заключается в сравнении двух напряжений:

1. Синхронизирующее напряжение пилообразной формы (опорное): Это напряжение, которое линейно нарастает в каждом полупериоде сетевого напряжения, сбрасываясь до нуля в его начале. Его форма напоминает «пилу». Генерация этого напряжения синхронизирована с фазой сетевого напряжения.
2. Управляющее напряжение (задающее): Это постоянное напряжение, величина которого определяет требуемый угол управления α. Изменение этого напряжения приводит к изменению α.

Когда синхронизирующее пилообразное напряжение достигает уровня управляющего напряжения, компаратор генерирует сигнал, который затем используется для формирования открывающего импульса для соответствующего тиристора. Таким образом, изменяя уровень управляющего напряжения, мы «перемещаем» точку пересечения на «пилообразном» сигнале, тем самым изменяя угол α и, следовательно, среднее значение выпрямленного напряжения.

Детализация канала управления

Для более полного понимания работы СИФУ рассмотрим детализированную структурную схему одного канала управления, которая может быть многократно продублирована для каждого тиристора в многофазной схеме:

Ключевые блоки канала управления:

1. Устройство синхронизации (УС):
   • Функция: Обеспечивает точную синхронизацию работы СИФУ с фазой сетевого напряжения. Оно выделяет моменты перехода сетевого напряжения через ноль, которые служат точками отсчёта для генерации пилообразного напряжения.
   • Реализация: Часто используются трансформаторы синхронизации, оптроны или специализированные интегральные схемы.
2. Генератор пилообразного напряжения (ГПН):
   • Функция: Генерирует синхронизирующее напряжение пилообразной формы, которое линейно нарастает в течение каждого полупериода сетевого напряжения, сбрасываясь до нуля в начале следующего.
   • Реализация: Обычно состоит из интегрирующих RC-цепочек или специализированных микросхем, запускаемых сигналами от УС.
3. Компаратор (К):
   • Функция: Сравнивает пилообразное напряжение от ГПН с управляющим напряжением. Когда пилообразное напряжение превышает или достигает уровня управляющего напряжения, компаратор формирует выходной сигнал.
   • Реализация: Используются операционные усилители, работающие в режиме компаратора.
4. Формирователь импульса (ФИ):
   • Функция: Преобразует короткий выходной сигнал компаратора в мощный, достаточно широкий импульс тока, необходимый для надёжного отпирания тиристора.
   • Реализация: Может включать одновибраторы, триггеры Шмитта и другие схемы для формирования импульса нужной формы и ��лительности.
5. Усилитель (У):
   • Функция: Усиливает импульс от ФИ до уровня, достаточного для гарантированного отпирания тиристора. Также обеспечивает гальваническую развязку между низковольтными цепями управления и высоковольтными цепями силового вентиля.
   • Реализация: Часто используются импульсные трансформаторы или оптопары.

Роль обратной связи для стабилизации:

Для стабилизации выходного напряжения или тока выпрямителя часто используется отрицательная обратная связь. Сигнал с датчика напряжения (или тока) на выходе выпрямителя поступает на автоматический регулятор напряжения (АРН). АРН сравнивает фактическое выходное напряжение с заданным опорным значением и формирует корректирующее управляющее напряжение. Это управляющее напряжение подаётся на компаратор СИФУ, влияя на частоту ГПН или уровень сравнения, и, следовательно, на угол α. Если выходное напряжение начинает падать, АРН уменьшает управляющее напряжение, что приводит к уменьшению угла α и увеличению выходного напряжения, и наоборот. Такая система позволяет поддерживать стабильные выходные параметры даже при изменениях нагрузки или сетевого напряжения.

Методика расчёта номинального рабочего режима выпрямителя

Расчёт номинального рабочего режима выпрямителя — это краеугольный камень в процессе его проектирования. Именно на этом этапе определяются все ключевые электрические параметры, которые лягут в основу выбора компонентов и оценки эффективности устройства. Мы представим полную методику, начиная с исходных данных и допущений, и заканчивая расчётом основных характеристик для различных схем.

Исходные данные и допущения

Любой инженерный расчёт начинается с чёткого определения исходных данных и принятия обоснованных допущений, упрощающих математическую модель без существенной потери точности.

Исходные данные для расчёта номинального режима выпрямителя:

• Требуемые выходные параметры:
  • Номинальное среднее значение выпрямленного напряжения (U_н или U_dном), В.
  • Номинальное среднее значение выпрямленного тока (I_н или I_dном), А.
• Входные сетевые параметры:
  • Действующее значение входного сетевого напряжения (U₁), В.
  • Частота сетевого напряжения (f₁), Гц (обычно 50 Гц).
  • Количество фаз питающей сети (одна или три).
• Заданный коэффициент пульсаций на выходе (k_п.вых): Максимально допустимый уровень пульсаций выпрямленного напряжения, определяемый требованиями к качеству питания нагрузки.
• Тип нагрузки: Активная (R), активно-индуктивная (RL), активно-ёмкостная (RC). Чаще всего для мощных выпрямителей рассматривают активно-индуктивную нагрузку, где индуктивность стремится сгладить ток.

Идеализированные допущения, часто используемые при расчёте:

При анализе процессов в выпрямителях для упрощения расчётов и получения базовых характеристик часто принимаются следующие допущения:

1. Идеальный силовой трансформатор:
   • Его ЭДС образуют строго симметричную однофазную или трёхфазную систему.
   • Активное сопротивление обмоток трансформатора пренебрежимо мало (R_ф.т ≈ 0).
   • Индуктивность рассеяния трансформатора (X_ф.т) считается постоянной, хотя в некоторых случаях её учёт может быть важен.
   • Отсутствие потерь в стали и обмотках.
2. Идеальные вентили (диоды/тиристоры):
   • В проводящем состоянии их прямое падение напряжения равно нулю (U_прям ≈ 0).
   • В запертом состоянии их обратный ток равен нулю (I_обр ≈ 0).
   • Время переключения вентилей равно нулю.
   • Для тиристоров: управляющий импульс подаётся в нужный момент, и тиристор мгновенно переходит в открытое состояние.
3. Идеально сглаженный ток нагрузки: Для выпрямителей, работающих на активно-индуктивную нагрузку с большим значением индуктивности сглаживающего дросселя, предполагается, что выпрямленный ток I_d постоянен и не содержит пульсаций. Это значительно упрощает расчёты токов через вентили.
4. Отсутствие потерь в фильтрующих элементах: Активное сопротивление дросселя и эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора считаются нулевыми.
5. Отсутствие влияния коммутации: Угол коммутации (γ) принимается равным нулю, что означает мгновенное переключение тока с одного вентиля на другой. В реальных схемах это не так, и γ влияет на выходные параметры.

Эти допущения позволяют получить аналитические выражения для средних значений напряжений и токов. Для более точных расчётов в дальнейшем необходимо вводить поправочные коэффициенты или использовать компьютерное моделирование.

Расчёт основных электрических параметров

После определения исходных данных и допущений, приступаем к расчёту основных электрических параметров выпрямителя, которые характеризуют его работу.

1. Номинальное среднее значение выпрямленного напряжения (U_dном или U_нср):
   Это основная выходная характеристика. Для различных схем выпрямления и при угле управления α = 0 (что соответствует неуправляемому режиму или номинальному режиму тиристорного выпрямителя) формулы идеализированного среднего выпрямленного напряжения выглядят следующим образом:
   • Однофазный однополупериодный выпрямитель (при α = 0):
     Ud0 = U2m / π = (√2 U2) / π ≈ 0.45 U2,
     где U_2m — амплитудное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора, U₂ — действующее значение напряжения вторичной обмотки.
   • Однофазный мостовой выпрямитель (при α = 0):
     Ud0 = (2U2m) / π = (2√2 U2) / π ≈ 0.9 U2,
     где U_2m — амплитудное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора, U₂ — действующее значение напряжения вторичной обмотки.
   • Трёхфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова) (при α = 0):
     Ud0 = (3√2) / π ⋅ U2ф ≈ 1.35 U2ф,
     где U_2ф — действующее значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора.

   Для управляемого выпрямителя в номинальном режиме, когда α = 0, эти формулы остаются актуальными. При наличии угла управления Udα = Ud0 ⋅ cos(α).

2. Номинальное среднее значение выпрямленного тока (I_dном или I_нср):
   Определяется исходя из номинального напряжения и сопротивления нагрузки:
   Idном = Udном / Rн,
   где R_н — сопротивление нагрузки.
3. Коэффициент пульсаций (k_п или p):
   Характеризует степень сглаженности выпрямленного напряжения. Определяется как отношение действующего значения переменной составляющей выпрямленного напряжения к его среднему значению:
   kп = Ud~ / Udср.
   Значение k_п зависит от схемы выпрямления и наличия сглаживающего фильтра.
4. Частота основной гармоники выпрямленного напряжения:
   Зависит от числа фаз и схемы выпрямления. Для однофазного двухполупериодного и мостового выпрямителей частота пульсаций составляет 2f1. Для трёхфазного мостового выпрямителя частота пульсаций составляет 6f1. Чем выше эта частота, тем легче сглаживать пульсации.
5. Выходное (внутреннее) сопротивление выпрямителя (R_вых):
   Характеризует падение выходного напряжения при увеличении тока нагрузки. Оно определяется потерями в трансформаторе и на вентилях.
   Rвых = (Ud0 - Udном) / Idном,
   где U_d0 — напряжение холостого хода выпрямителя.
6. Коэффициент полезного действия (КПД, η):
   Показывает эффективность преобразования энергии, отношение выходной мощности к входной:
   η = Pвых / Pвх = (Udном ⋅ Idном) / Pвх.
   При расчёте необходимо учитывать потери в трансформаторе и на вентилях. В общем случае, для последующей части схемы, можно ориентироваться на значение η ≈ 0.85-0.9.

Расчёт токов и напряжений в цепях выпрямителя

После определения основных параметров, переходим к детальному расчёту токов и напряжений, что критически важно для выбора силовых полупроводниковых приборов и силового трансформатора.

1. Максимальный выходной ток (I_dmax):
   Определяется при минимально допустимом напряжении сети и максимальной нагрузке, чтобы гарантировать работоспособность выпрямителя в худших условиях. Если U_dном задано, а сетевое напряжение может колебаться, то Idmax = Udном / Rнmin.
2. Средний ток через каждый вентиль (I_д или I_ср.т):
   Этот параметр используется для выбора тиристоров. Его величина зависит от схемы выпрямления:
   • Однофазный однополупериодный: Iд = Iн
   • Однофазный двухполупериодный (со средней точкой) / мостовой: Iд = 0.5 ⋅ Iн
   • Трёхфазный мостовой (схема Ларионова): Iд = Iн / 3

   Для тиристоров необходимо учитывать коэффициенты запаса по току (K_Зi), которые компенсируют пусковые токи и неравномерность распределения тока между параллельно включёнными вентилями. Типовые значения K_Зi варьируются от 2 до 2.5. Также учитываются условия охлаждения (K_охл). При естественном охлаждении (скорость воздуха V=0 м/с) K_охл может достигать 2.5, при принудительном (V=12 м/с) K_охл ≈ 1. При естественном охлаждении максимально допустимый средний ток тиристора с радиатором составляет около 30% от его предельного тока. Таким образом, расчётный средний ток через вентиль для выбора:
   Iвыб = Iд ⋅ KЗi ⋅ Kохл.

3. Максимальное обратное напряжение (U_обрmax или U_д) на каждом вентиле:
   Это пиковое значение напряжения, которое тиристор должен выдерживать в запертом состоянии. Его величина также зависит от схемы:
   • Однофазный однополупериодный: Uобрmax = U2m = √2 U2
   • Однофазный мостовой: Uобрmax = U2m = √2 U2
   • Однофазный двухполупериодный со средней точкой: Uобрmax = 2U2m = 2√2 U2
   • Трёхфазный мостовой (схема Ларионова): Uобрmax = U2mл = √2 U2л, где U_2л — действующее значение линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора.

   Для тиристоров необходимо учитывать коэффициент запаса по напряжению (K_Зu), который учитывает возможные коммутационные перенапряжения, импульсные помехи и другие переходные режимы. Типовые значения K_Зu обычно составляют от 1.1 до 2.5, например, 1.2-1.25 или 2.09 в зависимости от схемы и условий эксплуатации.
   Uвыб = Uобрmax ⋅ KЗu.
   При выборе тиристоров следует руководствоваться условиями: Iдоп ≥ Iвыб и Uобр.п ≥ Uвыб, где I_доп — допустимый средний прямой ток, U_обр.п — предельное повторяющееся обратное напряжение тиристора по паспорту. При необходимости, для обеспечения требуемых параметров, может применяться параллельное или последовательное соединение вентилей.

4. Расчёт параметров силового трансформатора:
   • Требуемое напряжение вторичной обмотки (U₂ или U_2ф): Определяется исходя из требуемого U_dном и выбранной схемы выпрямления, используя приведённые выше формулы для U_d0, но в обратном порядке.
   • Количество витков вторичной обмотки: Рассчитывается на основе напряжения и числа витков первичной обмотки, а также коэффициента трансформации.
   • Полная мощность трансформатора (S_Т): Является важным параметром для выбора сердечника и сечения проводов. S_Т обычно больше выходной мощности выпрямителя из-за потерь и специфики нагрузок. Для однофазного мостового выпрямителя SТ ≈ 1.23 Pвых, для трёхфазного мостового SТ ≈ 1.05 Pвых.
   • Активные (R_ф.т) и индуктивные (X_ф.т) сопротивления обмоток трансформатора: Эти параметры определяют внутреннее сопротивление выпрямителя и влияют на угол коммутации (γ). Их расчёт производится по данным трансформатора (например, по допустимому падению напряжения или по удельному сопротивлению меди и длине обмотки).
5. Расчёт угла коммутации (γ):
   Для управляемых выпрямителей, особенно мощных, необходимо учитывать угол коммутации – период времени, в течение которого происходит переключение тока с одного вентиля на другой. В этот момент оба коммутирующих вентиля находятся в проводящем состоянии, что приводит к падению выходного напряжения. Расчёт γ зависит от индуктивности рассеяния трансформатора и тока нагрузки.
   Формула для угла коммутации для трёхфазного мостового выпрямителя:
   cos(α + γ) = cos(α) - (2ωLкId) / U2mл
γ = arccos(cos(α) - (2ωLкId) / U2mл) - α,
   где ω = 2πf₁, L_к — индуктивность коммутации, I_d — выпрямленный ток, U_2mл — амплитуда линейного напряжения вторичной обмотки.
   Этот параметр важен, так как он влияет на реальное выходное напряжение (оно будет ниже идеализированного) и на потери.
6. Расчёт минимально допустимой индуктивности сглаживающего дросселя фильтра (L_min):
   Для обеспечения непрерывного тока нагрузки и эффективного сглаживания пульсаций, особенно при активно-индуктивной нагрузке, индуктивность дросселя должна быть выше некоторого критического значения L_min. Если индуктивность меньше L_min, ток нагрузки становится прерывистым, что увеличивает пульсации и изменяет внешние характеристики выпрямителя.
   Для трёхфазного мостового выпрямителя:
   Lmin = Rн / (6ω),
   где R_н — сопротивление нагрузки, ω = 2πf₁.
   Этот расчёт является предварительным; более детальный расчёт фильтра будет рассмотрен в отдельном разделе.

Такая последовательность расчётов позволяет получить все необходимые данные для проектирования управляемого выпрямителя и его компонентов.

Графический и аналитический анализ режимов работы

Понимание работы выпрямителя немыслимо без визуализации процессов, происходящих в его цепях. Графический анализ, дополненный строгими аналитическими расчётами, позволяет не только увидеть динамику токов и напряжений, но и количественно оценить такие критически важные параметры, как пульсации и характеристики регулирования.

Временные диаграммы токов и напряжений

Временные диаграммы — это «рентген» электрических процессов внутри выпрямителя. Они позволяют наглядно продемонстрировать, как изменяются напряжения на вентилях, на нагрузке, а также токи через вентили и нагрузку в зависимости от угла управления α.

Рассмотрим пример построения временных диаграмм для однофазного мостового управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой (достаточно большой индуктивности для сглаживания тока, но без идеального сглаживания, что демонстрирует пульсации тока) при различных углах управления α.

Исходные параметры:

• Входное синусоидальное напряжение: u1(t) = U1m sin(ωt)
• Вентили: тиристоры (Т1, Т2, Т3, Т4)
• Нагрузка: активно-индуктивная (R, L)

Построение диаграмм:

1. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора (u₂(t)): Это синусоидальное напряжение.
   u2(t) = U2m sin(ωt)
2. Напряжение на нагрузке (u_d(t)):
   • При 0 < ωt < α: Напряжение на нагрузке равно нулю, так как тиристоры заперты.
   • При α < ωt < π: Тиристоры Т1 и Т4 (для положительной полуволны) открываются, и напряжение на нагрузке повторяет часть синусоиды.
   • При π < ωt < π + α: Напряжение на нагрузке снова равно нулю.
   • При π + α < ωt < 2π: Тиристоры Т2 и Т3 (для отрицательной полуволны) открываются, и напряжение на нагрузке повторяет часть синусоиды (зеркально отражённое).

   Таким образом, форма напряжения ud(t) представляет собой пульсирующую кривую, состоящую из отрезков синусоид, смещённых в зависимости от α. Среднее значение Udα будет уменьшаться с ростом α.

3. Ток через нагрузку (i_d(t)):
   • При идеализированной бесконечной индуктивности ток id(t) был бы идеально сглажен и постоянен.
   • При конечной, но большой индуктивности, ток id(t) будет иметь пульсирующий характер, но без разрывов (непрерывный режим). Форма тока будет повторять форму напряжения ud(t), но с меньшей амплитудой пульсаций и некоторой инерционностью, обусловленной L.
   • При активно-индуктивной нагрузке с индуктивностью, которая недостаточна для поддержания непрерывного тока, ток id(t) будет прерывистым, то есть он будет обнуляться на некоторых участках. Это приводит к увеличению пульсаций и изменению внешних характеристик.
4. Напряжение на тиристоре (u_T1(t)): (для Т1, работающего в положительной полуволне)
   • При 0 < ωt < α: Т1 заперт, к нему приложено прямое напряжение u2(t).
   • При α < ωt < π: Т1 открыт, напряжение на нём близко к нулю (идеальный случай).
   • При π < ωt < π + α: Т1 заперт, к нему приложено обратное напряжение.
   • При π + α < ωt < 2π: Т1 заперт, к нему приложено обратное напряжение u2(t).

   Максимальное обратное напряжение на вентиле будет равно U2m.

Иллюстрация влияния α:

• α = 0 (неуправляемый режим): Напряжение ud(t) будет максимально, пульсации минимальны для данной схемы. Ток id(t) также будет иметь максимальное среднее значение.
• α = π/4 (45°): Открытие тиристоров задерживается. Среднее значение Ud уменьшается. Форма напряжения ud(t) становится более "изрезанной", что увеличивает относительную величину пульсаций.
• α = π/2 (90°): Среднее значение Ud будет равно нулю для многих схем, так как положительная и отрицательная полуволны компенсируются.

Построение таких диаграмм вручную или с помощью специализированного ПО (например, SPICE, MATLAB Simulink) является обязательным этапом курсовой работы, поскольку позволяет визуализировать расчётные значения и проверить корректность понимания процессов.

Расчёт и построение регулировочных характеристик

Регулировочные характеристики описывают зависимость выходных параметров выпрямителя от угла управления α. Наиболее важными являются зависимости среднего выпрямленного напряжения от угла управления Ud(α) и среднего выпрямленного тока от угла управления Id(α).

Методика расчёта Ud(α):

Для идеализированного выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой и непрерывным током, среднее выпрямленное напряжение Udα при угле управления α может быть выражено через напряжение Ud0 (при α=0):

• Однофазный однополупериодный выпрямитель:
  Udα = (U2m / 2π) ⋅ (1 + cos(α))
• Однофазный мостовой выпрямитель:
  Udα = (2U2m / π) ⋅ cos(α) = Ud0 ⋅ cos(α)
• Трёхфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова):
  Udα = (3√2 / π) ⋅ U2ф ⋅ cos(α) = Ud0 ⋅ cos(α)

Пример расчёта Ud(α) для трёхфазного мостового выпрямителя:
Предположим, U2ф = 220 В. Тогда Ud0 = 1.35 ⋅ 220 В ≈ 297 В.

• При α = 0°: Ud0 = 297 В
• При α = 30°: Ud30 = 297 В ⋅ cos(30°) ≈ 297 ⋅ 0.866 ≈ 257.3 В
• При α = 60°: Ud60 = 297 В ⋅ cos(60°) ≈ 297 ⋅ 0.5 ≈ 148.5 В
• При α = 90°: Ud90 = 297 В ⋅ cos(90°) ≈ 297 ⋅ 0 ≈ 0 В

Построение характеристики Ud(α):
На горизонтальной оси откладывается угол α (от 0 до π или 180°), на вертикальной — Udα. Кривая будет иметь вид косинусоиды, спадающей от максимального значения при α=0 до нуля при α=90° (для большинства мостовых схем) или до отрицательных значений (в инверторном режиме).

Методика расчёта Id(α):

Если нагрузка чисто активная (R), то Idα = Udα / R.
Если нагрузка активно-индуктивная, и ток непрерывен, то Idα = (Udα - E) / R, где E — противоЭДС (если есть).
Характеристика Id(α) будет повторять форму Ud(α), но её вид может изменяться при переходе в режим прерывистых токов.

Расчёт и построение внешних характеристик

Внешние характеристики показывают зависимость среднего выпрямленного напряжения от тока нагрузки (Ud(Id)) при постоянном угле управления α.

Методика расчёта Ud(Id):

Внешняя характеристика отражает падение напряжения на внутреннем сопротивлении выпрямителя. В упрощённом виде её можно представить как:
Ud = Udα - Id ⋅ Rвых,
где Udα — среднее выпрямленное напряжение на холостом ходу при заданном α, а Rвых — эквивалентное выходное сопротивление выпрямителя, учитывающее сопротивления трансформатора и потери на вентилях.

Пример расчёта Ud(Id) для трёхфазного мостового выпрямителя:
Пусть Ud0 = 297 В (при α=0). Выберем несколько значений α, например, α1 = 0°, α2 = 30°, α3 = 60°.
Допустим, Rвых = 0.1 Ом.

• Для α = 0°:
  Ud(Id) = Ud0 - Id ⋅ Rвых = 297 - Id ⋅ 0.1
• Для α = 30°:
  Ud(Id) = Ud30 - Id ⋅ Rвых = 257.3 - Id ⋅ 0.1
• Для α = 60°:
  Ud(Id) = Ud60 - Id ⋅ Rвых = 148.5 - Id ⋅ 0.1

Построение характеристики Ud(Id):
Строится семейство кривых, каждая из которых соответствует определённому углу α. На горизонтальной оси откладывается ток нагрузки Id, на вертикальной — напряжение Ud. Внешние характеристики обычно имеют линейно-падающий вид для непрерывных токов, но могут становиться нелинейными при переходе в режим прерывистых токов.

Анализ величины пульсаций

Пульсации выпрямленного напряжения — это нежелательная переменная составляющая, наложенная на постоянную. Их анализ является критически важным для оценки качества выпрямленного напряжения.

Графическое определение пульсаций:

На временных диаграммах ud(t) можно визуально оценить амплитуду пульсаций как разницу между максимальным и минимальным значениями напряжения в течение одного периода пульсаций.
Udпmax = Udmax - Udmin

Аналитическое определение коэффициента пульсаций (k_п):

Для более точной оценки используется коэффициент пульсаций kп = Ud~ / Udср, где Ud~ — действующее значение переменной составляющей выпрямленного напряжения, а Udср — среднее значение выпрямленного напряжения.

• Расчёт Udср: Для управляемого выпрямителя с углом α это Udα, как было рассчитано выше.
• Расчёт Ud~: Требует проведения гармонического анализа или использования упрощённых формул.
  Ud~ = √((1/T) ∫0T (ud(t))² dt - Udср²),
  где T — период пульсаций.

Частота основной гармоники пульсаций:

• Однофазный однополупериодный: fп = f1
• Однофазный двухполупериодный/мостовой: fп = 2f1
• Трёхфазный мостовой: fп = 6f1

С увеличением угла управления α, форма выпрямленного напряжения становится более искажённой, что обычно приводит к увеличению относительной величины пульсаций (k_п). Это происходит потому, что при больших α "рабочие" участки синусоиды становятся короче и дальше от пика, что приводит к большему "провалу" между ними.

Пример для трёхфазного мостового выпрямителя:
При α=0, k_п может быть около 0.04. При увеличении α, например, до 60°, k_п может значительно вырасти.

Для эффективного подавления пульсаций применяются сглаживающие фильтры, расчёт которых будет рассмотрен в дальнейшем. Насколько критично пренебрежение этими факторами при проектировании?

Расчёт энергетических показателей и гармонического состава

Преобразование переменного тока в постоянный с помощью управляемых выпрямителей, безусловно, эффективно, но несёт в себе и ряд вызовов, связанных с качеством электроэнергии. Искажения формы тока и напряжения, обусловленные нелинейной работой тиристоров, приводят к появлению высших гармоник и снижению коэффициента мощности. В этом разделе мы углубимся в методику анализа этих явлений, представив расчёт коэффициентов преобразования, гармонического состава и коэффициентов искажения синусоидальности.

Коэффициенты преобразования выпрямителя

Коэффициенты преобразования — это безразмерные величины, характеризующие эффективность и качество работы выпрямителя, позволяющие оценить, насколько хорошо устройство выполняет свою задачу.

1. Коэффициент полезного действия (КПД, η):
   Наиболее общий показатель эффективности. Он показывает, какая часть потребляемой активной мощности преобразуется в полезную мощность на выходе.
   η = Pвых / Pвх = (Udср ⋅ Idср) / Pвх
   Где P_вых — выходная мощность на нагрузке, P_вх — активная мощность, потребляемая из сети. При расчёте P_вх необходимо учитывать потери в трансформаторе, на вентилях и в системе управления.
2. Коэффициент мощности (cos φ):
   Показывает, насколько эффективно используется полная мощность, потребляемая из сети. Для нелинейных нагрузок, таких как управляемые выпрямители, коэффициент мощности определяется не только сдвигом фазы (cos φ₁, где φ₁ — сдвиг фазы основной гармоники тока относительно напряжения), но и искажением формы тока (коэффициентом искажения k_и).
   cos φ = kи ⋅ cos φ1
   Где kи — коэффициент искажения тока, определяемый как отношение действующего значения основной гармоники тока к действующему значению всего тока. Для идеализированного синусоидального тока kи = 1.
3. Коэффициент пульсаций (k_п):
   Как обсуждалось ранее, характеризует степень сглаженности выпрямленного напряжения.
   kп = Ud~ / Udср
4. Коэффициент использования трансформатора (КИТ, К_ут):
   Показывает, насколько эффективно используется мощность силового трансформатора. Рассчитывается как отношение выходной мощности выпрямителя к полной мощности трансформатора.
   КИТ = Pвых / SТ
   Чем выше КИТ, тем меньше перегружен трансформатор и тем меньше его габариты и стоимость для заданной выходной мощности. Для большинства схем КИТ < 1.

Гармонический состав токов и напряжений

Работа тиристоров в импульсном режиме, когда они открываются на определённый интервал времени, приводит к тому, что токи, потребляемые из сети, и напряжения на выходе выпрямителя становятся несинусоидальными. Эти несинусоидальные сигналы можно разложить в ряд Фурье, который будет содержать основную (первую) гармонику и множество высших гармоник (с частотами, кратными основной).

Методика расчёта гармонического состава:

1. Аналитическое разложение в ряд Фурье:
   Для периодического несинусоидального сигнала f(t) его разложение в ряд Фурье имеет вид:
   f(t) = A0 + Σn=1∞ (An cos(nωt) + Bn sin(nωt))
   Где A0 — постоянная составляющая (среднее значение), An и Bn — коэффициенты гармоник.
   Амплитуда n-й гармоники Cn = √(An² + Bn²).
   Для симметричных сигналов, таких как ток в фазах сети или напряжение на выходе мостового выпрямителя, многие коэффициенты могут быть равны нулю, упрощая расчёт. Например, для трёхфазных мостовых выпрямителей обычно присутствуют гармоники порядка n = 6k ± 1 (для токов) и n = 6k (для напряжений), где k = 1, 2, 3...
2. Численные методы:
   При сложной форме сигнала или наличии большого числа факторов (например, угол коммутации), аналитическое разложение становится крайне трудоёмким. В таких случаях применяют численные методы, такие как дискретное преобразование Фурье (ДПФ) или быстрое преобразование Фурье (БПФ) с использованием программных средств (MATLAB, Python с библиотеками для обработки сигналов).

Анализ причин появления высших гармоник и их влияния:

• Искажение входного тока: Высшие гармоники тока, потребляемого выпрямителем из сети, вызывают падение напряжения на индуктивностях питающей сети (трансформаторы, линии электропередач), что приводит к искажению синусоидальной формы напряжения на шинах.
• Дополнительные потери и нагрев: Высшие гармоники вызывают дополнительные потери в обмотках трансформаторов и электродвигателей (за счёт скин-эффекта и вихревых токов), приводя к их перегреву и снижению КПД.
• Помехи и сбои: Высшие гармоники могут приводить к сбоям в работе чувствительного электронного оборудования, систем связи и защиты, а также вызывать резонансные явления в энергосистеме.
• Искажение выходного напряжения: Высшие гармоники в выпрямленном напряжении (пульсации) могут негативно влиять на работу нагрузки, например, вызывать вибрацию двигателей постоянного тока или ухудшать качество звука в аудиоаппаратуре.

Коэффициенты искажения синусоидальности (THD) и коэффициент мощности

Для количественной оценки влияния высших гармоник используются специальные коэффициенты.

1. Коэффициент нелинейных искажений (КНИ или THD — Total Harmonic Distortion):
   THD является мерой суммарного искажения синусоидальности сигнала. Он определяется как отношение действующего значения суммы высших гармоник к действующему значению основной гармоники сигнала.
   Для тока: THDI = (√(I2² + I3² + ... + IN²)) / I1 = (√(Iдейств² - I1²)) / I1
   Где I1 — действующее значение основной гармоники тока, In — действующее значение n-й гармоники тока, Iдейств — действующее значение всего тока.
   Высокий THDI указывает на значительные искажения формы потребляемого тока. Управляемые выпрямители являются одними из основных источников THD в промышленных сетях. При больших углах управления α, THDI может значительно возрастать. Например, для трёхфазных мостовых выпрямителей THDI может быть выше 30-40% при больших α.
2. Коэффициент мощности (cos φ):
   Для нелинейных нагрузок коэффициент мощности представляет собой произведение коэффициента искажения kи и коэффициента сдвига cos φ1.
   cos φ = kи ⋅ cos φ1
   Где cos φ1 — это традиционный косинус угла сдвига фазы между первой гармоникой тока и напряжения.
   kи = I1 / Iдейств = 1 / √(1 + THDI²)
   Управляемые выпрямители являются значительными потребителями реактивной мощности, особенно при больших углах управления α, поскольку регулирование напряжения осуществляется за счёт задержки открытия тиристоров, что вызывает сдвиг фазы основной гармоники потребляемого тока относительно сетевого напряжения. Для трёхфазных мостовых выпрямителей коэффициент мощности при α=0 может достигать 0.95, но значительно снижается при увеличении угла регулирования α (например, до 0.7-0.8 при α = 30-45°).

Расчёт угла коммутации (γ)

Угол коммутации (γ) — это интервал времени, выраженный в электрических градусах, в течение которого происходит переключение тока с одного вентиля на другой (или с одной фазы на другую) в многофазных схемах. В этот период оба коммутирующих вентиля находятся в проводящем состоянии, образуя короткое замыкание между фазами через индуктивности рассеяния трансформатора.

Причины возникновения угла коммутации:

Угол коммутации возникает из-за наличия индуктивности в цепи переменного тока (прежде всего, индуктивности рассеяния силового трансформатора). Ток через индуктивность не может измениться мгновенно, поэтому процесс переключения занимает конечное время.

Влияние угла коммутации на работу выпрямителя:

• Снижение выходного напряжения: Во время коммутации часть напряжения "теряется" на индуктивностях, что приводит к уменьшению среднего выпрямленного напряжения на выходе по сравнению с идеализированным расчётом. Чем больше γ, тем ниже Ud.
• Изменение формы выходного напряжения: На временных диаграммах коммутация проявляется в виде "ступенек" или "провалов" напряжения.
• Коммутационные потери: В процессе коммутации возникают дополнительные потери энергии в вентилях и трансформаторе.
• Увеличение THD: Коммутация дополнительно искажает форму тока и напряжения, увеличивая содержание высших гармоник.

Детальная методика расчёта угла коммутации (γ):

Расчёт γ зависит от схемы выпрямления, индуктивности рассеяния трансформатора (L_к), тока нагрузки (I_d) и угла управления (α).

Для трёхфазного мостового выпрямителя с индуктивностью коммутации Lк в каждой фазе, угол коммутации γ может быть рассчитан по формуле:

cos(α + γ) = cos(α) - (2ωLкId) / U2mл

Отсюда:

γ = arccos(cos(α) - (2ωLкId) / U2mл) - α

Где:

• α — угол управления (электрические градусы или радианы).
• ω = 2πf1 — угловая частота сетевого напряжения, рад/с.
• Lк — индуктивность коммутации в одной фазе вторичной обмотки трансформатора, Гн. Lк часто выражают через напряжение короткого замыкания трансформатора uк%.
  Lк = (U1ф ⋅ uк%) / (100 ⋅ ω ⋅ I1ф.ном) или Lк = (U2ф ⋅ uк%) / (100 ⋅ ω ⋅ I2ф.ном)
• Id — средний выпрямленный ток нагрузки, А.
• U2mл — амплитудное значение линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора, В. U2mл = √2 ⋅ U2л, где U2л — действующее значение линейного напряжения вторичной обмотки.

Последовательность расчёта:

1. Определить параметры трансформатора: U2л (или U2ф), I2ф.ном (или I2л.ном), uк%.
2. Вычислить индуктивность коммутации Lк.
3. Подставить значения α, Id, Lк, ω, U2mл в формулу.
4. Рассчитать cos(α + γ).
5. Найти α + γ = arccos(cos(α) - (2ωLкId) / U2mл).
6. Вычислить γ.

Пример:
Допустим, U2л = 380 В, f1 = 50 Гц, Id = 100 А, Lк = 0.5 мГн, α = 30°.
ω = 2π ⋅ 50 ≈ 314 рад/с.
U2mл = √2 ⋅ 380 ≈ 537.4 В.
cos(30°) ≈ 0.866.
2ωLкId = 2 ⋅ 314 ⋅ 0.0005 ⋅ 100 = 31.4.
cos(α + γ) = 0.866 - 31.4 / 537.4 ≈ 0.866 - 0.058 ≈ 0.808.
α + γ = arccos(0.808) ≈ 0.630 рад ≈ 36.1°.
γ = (α + γ) - α ≈ 36.1° - 30° = 6.1°.

Учёт угла коммутации позволяет получить более точные значения выходного напряжения и потерь, а также оценить влияние индуктивности питающей сети на работу выпрямителя. Этот аспект является ключевым для повышения точности моделирования реальных устройств.

Выбор силовых вентилей и расчёт теплового режима

Надёжность �� долговечность любого силового электронного устройства, включая выпрямитель, в значительной степени определяются правильным выбором полупроводниковых приборов и адекватным расчётом их теплового режима. Тиристоры, работая с высокими токами и напряжениями, выделяют значительное количество тепла, которое необходимо эффективно отводить, чтобы избежать перегрева и выхода из строя.

Критерии выбора силовых вентилей

Выбор силовых вентилей (тиристоров или диодов) является одним из ключевых этапов проектирования. Он основывается на расчётных значениях электрических параметров и требований к надёжности.

1. Средний ток через вентиль (I_д):
   Как было рассчитано в разделе "Методика расчёта номинального рабочего режима выпрямителя", Iд зависит от схемы выпрямления и номинального тока нагрузки. При выборе тиристора по каталогу необходимо убедиться, что его допустимый средний прямой ток (I_доп) удовлетворяет условию:
   Iдоп ≥ Iд ⋅ KЗi ⋅ Kохл
   Где:
   • Iдоп — значение из справочника (даташита) для выбранного типа тиристора.
   • Iд — расчётное значение среднего тока через один вентиль.
   • KЗi — коэффициент запаса по току (обычно 2-2.5), учитывающий пусковые токи, несимметрию, перегрузки.
   • Kохл — коэффициент, учитывающий условия охлаждения (для естественного охлаждения может достигать 2.5, для принудительного – около 1).
2. Максимальное обратное напряжение на вентиле (U_обр):
   Также рассчитано в предыдущем разделе. При выборе тиристора его предельное повторяющееся обратное напряжение (U_обр.п) или повторяющееся импульсное обратное напряжение (U_RRM) должно удовлетворять условию:
   Uобр.п ≥ Uобр ⋅ KЗu
   Где:
   • Uобр.п — значение из справочника.
   • Uобр — расчётное значение максимального обратного напряжения.
   • KЗu — коэффициент запаса по напряжению (обычно 1.1-2.5), учитывающий коммутационные перенапряжения, импульсные помехи и возможные скачки сетевого напряжения.
3. Дополнительные критерии выбора:
   • Класс напряжения: Тиристоры классифицируются по максимальному обратному напряжению, которое они могут выдержать. Выбирается тиристор с классом напряжения, соответствующим или превышающим Uобр.п.
   • Класс тока: Соответствует Iдоп.
   • Скорость нарастания прямого тока (di/dt) и скорость нарастания прямого напряжения (du/dt): Эти параметры важны для надёжной работы тиристоров, особенно в высокочастотных преобразователях. Несоблюдение этих пределов может привести к ложному включению или пробою.
   • Время выключения (t_off): Важно для инверторных режимов работы или для схем с принудительной коммутацией.
   • Температура перехода (T_j): Максимально допустимая температура полупроводникового перехода, указанная в даташите, является критическим параметром для расчёта теплового режима.
   • Конструктивное исполнение: Штыревые, таблеточные, модульные тиристоры. Выбор зависит от требований к мощности, монтажу и охлаждению.

Расчёт теплового режима тиристоров

Потери мощности в тиристоре, возникающие в результате прохождения тока, преобразуются в тепло, которое необходимо эффективно отводить. Перегрев полупроводникового перехода выше допустимой температуры (Tjmax) приводит к деградации и выходу прибора из строя. Расчёт теплового режима — это определение необходимой системы охлаждения для поддержания Tj в допустимых пределах.

Последовательность расчёта теплового режима:

1. Расчёт потерь мощности в тиристоре (P_п):
   Потери складываются из потерь в открытом состоянии (Pпр), потерь при переключении (Pсв) и потерь в закрытом состоянии (Pобр). Для мощных выпрямителей основные потери приходятся на прямое падение напряжения.
   Pпр = UТ0 ⋅ Iд + RТ ⋅ Iд²,
   Где UТ0 — пороговое напряжение тиристора (приводится в даташите, около 0.8-1.5 В), RТ — эквивалентное сопротивление тиристора в открытом состоянии (также из даташита).
   Потери Pсв и Pобр обычно значительно меньше и могут быть учтены в виде поправочных коэффициентов или проигнорированы для первого приближения.
2. Определение тепловых сопротивлений:
   Тепловое сопротивление (RТ) — это мера, показывающая, насколько сильно повышается температура на 1 Вт рассеиваемой мощности. Единица измерения: °C/Вт.
   • R_j-c (переход-корпус): Тепловое сопротивление от полупроводникового перехода до корпуса тиристора. Указывается в даташите.
   • R_c-h (корпус-радиатор): Тепловое сопротивление от корпуса тиристора до поверхности радиатора. Зависит от качества контактной поверхности, наличия теплопроводящей пасты и силы прижима. Обычно 0.05-0.2 °C/Вт.
   • R_h-a (радиатор-среда): Тепловое сопротивление от радиатора до окружающей среды. Зависит от площади, конструкции радиатора, типа охлаждения (естественное, принудительное) и скорости воздушного потока. Это искомая величина.
3. Расчёт необходимого теплового сопротивления радиатора (R_h-a):
   Цель — обеспечить, чтобы максимальная температура перехода Tjmax не превышала допустимую.
   Tjmax = Ta + Pп ⋅ (Rj-c + Rc-h + Rh-a)
   Где Ta — температура окружающей среды (°C).
   Отсюда, требуемое тепловое сопротивление радиатора:
   Rh-a ≤ (Tjmax.доп - Ta) / Pп - Rj-c - Rc-h
   Где Tjmax.доп — максимально допустимая температура перехода из даташита тиристора (например, 125-150 °C).
4. Выбор радиатора:
   На основе рассчитанного Rh-a выбирается подходящий радиатор из каталогов производителей. Радиаторы различаются по конструкции (плоские, ребристые, с вентиляторами), материалу и эффективности.

Анализ влияния температуры окружающей среды и режимов охлаждения:

• T_a: Чем выше температура окружающей среды, тем меньше запас по температуре перехода и тем более эффективный радиатор требуется.
• Тип охлаждения:
  • Естественное охлаждение: Используется для маломощных выпрямителей. Rh-a для естественного охлаждения выше, чем для принудительного. При естественном охлаждении максимально допустимый средний ток тиристора с радиатором составляет около 30% от его предельного тока.
  • Принудительное воздушное охлаждение: Применение вентиляторов значительно уменьшает Rh-a, позволяя отводить больше тепла и использовать более мощные тиристоры.
  • Жидкостное охлаждение: Применяется для очень мощных преобразователей, обеспечивает максимальную эффективность отвода тепла.

Параллельное и последовательное соединение вентилей

В случаях, когда один тиристор не может выдержать требуемый ток или напряжение, применяют их параллельное или последовательное соединение.

1. Параллельное соединение вентилей:
   Используется для увеличения допустимого тока.
   • Обоснование: Применяется, когда Iд ⋅ KЗi > Iдоп.ед, где Iдоп.ед — допустимый ток одного тиристора.
   • Расчёт: Требуется N тиристоров, где N = (Iд ⋅ KЗi) / Iдоп.ед (округляется в большую сторону).
   • Особенности: Необходимо обеспечить равномерное распределение тока между параллельно включёнными тиристорами, так как из-за разброса параметров (в частности, прямого падения напряжения) один тиристор может принимать на себя больший ток, чем другие. Для этого используют выравнивающие реакторы или подбирают тиристоры с близкими характеристиками.
2. Последовательное соединение вентилей:
   Используется для увеличения допустимого напряжения.
   • Обоснование: Применяется, когда Uобр ⋅ KЗu > Uобр.п.ед, где Uобр.п.ед — допустимое обратное напряжение одного тиристора.
   • Расчёт: Требуется M тиристоров, где M = (Uобр ⋅ KЗu) / Uобр.п.ед (округляется в большую сторону).
   • Особенности: Необходимо обеспечить равномерное распределение обратного напряжения между последовательно включёнными тиристорами, особенно в переходных режимах. Для этого применяют шунтирующие RC-цепи (снабберы) или специализированные делители напряжения.

Тщательный расчёт теплового режима и правильный подход к соединению вентилей гарантируют надёжную и долгосрочную работу выпрямительного устройства.

Расчёт элементов сглаживающего фильтра и силового трансформатора

Для обеспечения высокого качества выпрямленного напряжения и эффективной работы всего преобразовательного устройства, помимо вентильного блока, критически важны два других ключевых компонента: сглаживающий фильтр и силовой трансформатор. Их расчёт и проектирование требуют комплексного подхода, учитывающего взаимное влияние на характеристики выпрямителя.

Методика расчёта сглаживающего фильтра

Сглаживающий фильтр предназначен для подавления пульсаций выпрямленного напряжения, доводя его качество до требуемого уровня. Выбор типа и параметров фильтра определяется допустимым коэффициентом пульсаций на выходе (kп.вых), частотой пульсаций и характером нагрузки.

Основные типы фильтров и их особенности:

1. Индуктивный фильтр (L-фильтр):
   • Схема: Дроссель включается последовательно с нагрузкой.
   • Принцип действия: Индуктивность дросселя препятствует быстрому изменению тока, тем самым сглаживая его пульсации. При достаточно большой индуктивности ток через нагрузку становится практически постоянным (непрерывным).
   • Расчёт: Для обеспечения непрерывного тока нагрузки и заданной kп.вых необходимо определить индуктивность дросселя L.
     Для трёхфазного мостового выпрямителя, минимальная индуктивность для непрерывного тока:
     Lmin = Rн / (6ω)
     Для снижения kп.вых до заданного значения, индуктивность должна быть существенно больше Lmin. Упрощённо, для подавления пульсаций n-й гармоники:
     kп.вых ≈ (Un / (n²ω²L)) / Udср
     где Un — амплитуда n-й гармоники напряжения до фильтра.
   • Преимущества: Обеспечивает хороший КПД, уменьшает броски тока.
   • Недостатки: Значительные габариты и вес дросселя, особенно для низких частот пульсаций и больших токов.
2. Ёмкостный фильтр (C-фильтр):
   • Схема: Конденсатор включается параллельно нагрузке.
   • Принцип действия: Конденсатор заряжается до пикового значения выпрямленного напряжения и разряжается через нагрузку во время падения напряжения. Чем больше ёмкость, тем медленнее разряд и меньше пульсации.
   • Расчёт: Ёмкость конденсатора C для заданного kп.вых может быть оценена как:
     C ≥ (Idср ⋅ Tп) / (2 ⋅ kп.вых ⋅ Udср) или C ≥ 1 / (2 ⋅ fп ⋅ Rн ⋅ kп.вых)
     Где Tп — период пульсаций, fп — частота пульсаций.
   • Преимущества: Компактность, простота.
   • Недостатки: Ток через вентили становится импульсным, увеличивая их нагрев и потери. Плохо работает при малых нагрузках.
3. Комбинированные фильтры (LC, RLC):
   • LC-фильтр: Индуктивность последовательно, ёмкость параллельно нагрузке.
     • Принцип действия: Объединяет преимущества L и C фильтров. Индуктивность сглаживает ток, ёмкость — напряжение.
     • Расчёт: Параметры L и C выбираются таким образом, чтобы резонансная частота фильтра была ниже частоты основной гармоники пульсаций. Часто используется критерий L ⋅ C > 1 / (fп)². Для более точного расчёта применяются формулы для коэффициента сглаживания фильтра.
     • Преимущества: Высокая эффективность сглаживания, меньшие пульсации, лучший КПД по сравнению с чисто ёмкостным.
   • RLC-фильтр: Добавляет резистор в LC-фильтр для демпфирования возможных резонансов.

Комплексный подход к проектированию фильтра:

1. Определение требуемой степени сглаживания: Исходя из kп.вых, заданного для нагрузки.
2. Выбор типа фильтра:
   • Для мощных выпрямителей с индуктивной нагрузкой предпочтительны L или LC фильтры.
   • Для маломощных выпрямителей с активной нагрузкой может быть достаточен C-фильтр.
3. Расчёт параметров элементов фильтра: Используя приведённые формулы и итерационные методы, если требуется высокая точность. Учитываются допуски на элементы и их реальные характеристики (например, эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора).
4. Проверка эффективности: Моделирование или экспериментальное измерение пульсаций на выходе с установленным фильтром.

Расчёт параметров силового трансформатора

Силовой трансформатор не просто понижает или повышает напряжение, он также играет роль в формировании токов и напряжений в выпрямителе, влияя на коммутационные процессы и потери.

1. Определение требуемого напряжения вторичной обмотки (U₂ или U_2ф):
   Этот параметр является обратным расчётом от требуемого выходного напряжения Udном. Используются формулы для среднего выпрямленного напряжения, но с учётом потерь и угла коммутации:
   Udном = Ud0 ⋅ cos(α) - ΔUкомм - ΔUвент,
   где ΔUкомм — падение напряжения из-за коммутации (зависит от γ), ΔUвент — падение напряжения на открытых вентилях.
   Таким образом, U2 или U2ф можно найти, выразив их из этой формулы. Например, для трёхфазного мостового:
   U2ф = (Udном + ΔUкомм + ΔUвент) / (1.35 ⋅ cos(α))
   Где ΔUкомм = (3ωLкId) / π для трёхфазного мостового выпрямителя.
2. Расчёт количества витков вторичной обмотки:
   Определяется исходя из требуемого напряжения вторичной обмотки и напряжения на виток трансформатора (или через коэффициент трансформации):
   W2 = W1 ⋅ (U2 / U1)
3. Расчёт полной мощности трансформатора (S_Т):
   Полная мощность трансформатора больше активной мощности нагрузки из-за несинусоидальности токов и потребления реактивной мощности. Это очень важный параметр для выбора габаритов и материала сердечника, а также сечения проводов.
   • Для однофазного однополупериодного: SТ ≈ 2.22 ⋅ Pвых
   • Для однофазного мостового: SТ ≈ 1.23 ⋅ Pвых
   • Для трёхфазного мостового (схема Ларионова): SТ ≈ 1.05 ⋅ Pвых

   Где Pвых — выходная активная мощность выпрямителя.

4. Определение активных (R_ф.т) и индуктивных (X_ф.т) сопротивлений обмоток трансформатора:
   Эти сопротивления влияют на внутреннее сопротивление выпрямителя, падение напряжения под нагрузкой и угол коммутации.
   • Активное сопротивление (R_ф.т): Рассчитывается по удельному сопротивлению материала провода, его длине и сечению. Rф.т = (ρ ⋅ l) / S.
   • Индуктивное сопротивление (X_ф.т): Определяется индуктивностью рассеяния обмоток. Может быть рассчитано через напряжение короткого замыкания (uк%) трансформатора:
     Xф.т = (uк% / 100) ⋅ (U2ф / I2ф.ном) для фазы.

   Эти параметры критичны для точного расчёта внешних и регулировочных характеристик, а также для оценки коммутационных потерь.

Комплексный расчёт сглаживающего фильтра и силового трансформатора завершает этап проектирования, обеспечивая согласованную работу всех элементов выпрямительного устройства для достижения заданных выходных характеристик.

Заключение

В рамках данной курсовой работы была разработана исчерпывающая методология расчёта и анализа режимов работы фазоуправляемых полупроводниковых выпрямителей, предназначенная для студентов технических вузов. Мы последовательно рассмотрели все ключевые аспекты, начиная от фундаментальных принципов функционирования и классификации управляемых выпрямителей, их преимуществ и недостатков, до детального анализа структурных схем систем импульсно-фазового управления.

Особое внимание было уделено методике расчёта номинального рабочего режима, включающей определение всех значимых электрических параметров, таких как среднее выпрямленное напряжение и ток, коэффициенты пульсаций и внутреннее сопротивление. Мы углубились в расчёт токов и напряжений в цепях выпрямителя, подчеркнув важность учёта коэффициентов запаса для силовых вентилей.

Ключевым аспектом работы стал графический и аналитический анализ режимов работы, который позволил не только построить временные диаграммы токов и напряжений при различных углах управления, но и детально исследовать регулировочные и внешние характеристики. Была представлена методика расчёта энергетических показателей, включая коэффициенты преобразования, гармонический состав токов и напряжений, а также коэффициенты искажения синусоидальности (THD) и коэффициент мощности, что является критически важным для оценки влияния выпрямителей на качество электроэнергии. Расчёт угла коммутации (γ) был выделен как отдельный элемент анализа, позволяющий уточнить реальные параметры работы мощных устройств.

Завершающие разделы посвящены обоснованному выбору силовых вентилей и подробному расчёту их теплового режима, что является залогом надёжности и долговечности устройства. Методика расчёта сглаживающих фильтров и силового трансформатора довершает комплексный подход к проектированию, обеспечивая достижение заданных выходных характеристик и минимизацию нежелательных эффектов.

Таким образом, разработанная методология полностью соответствует поставленным целям и задачам курсовой работы, предоставляя студентам полноценное инженерное решение для проектирования и анализа управляемых выпрямительных устройств. Полученные знания и навыки позволят будущим специалистам не только грамотно рассчитывать и выбирать компоненты, но и глубоко понимать физические процессы, происходящие в преобразователях, что является фундаментом для создания эффективных и надёжных систем силовой электроники.

Список использованных источников

1. Управляемые выпрямители: что это, виды, характеристики, схемы | Источник
2. Тиристоры. Принцип действия и применение - Группа компаний Промэлектроника | Источник
3. Выпрямители на тиристорах. Блок-схема тиристорного выпрямителя типа ВТПМ. | Источник
4. Классификация выпрямителей | Источник
5. Управляемые тиристорные выпрямители - СИБЭЛЕКТРОТЕХНИК | Источник
6. Управляемые выпрямители - устройство, схемы, принцип работы | Источник
7. Таблицы характеристик выпрямительных устройств: схемы, параметры и применение | Источник
8. Однофазные и трёхфазные выпрямители | Источник
9. Структурная схема системы фазового управления, Расчет номинального рабочего режима выпрямителя - studwood | Источник
10. Выпрямители. Классификация и принцип работы различных выпрямителей. Принцип построения и работы управляемых выпрямителей. | Источник
11. Тиристорные выпрямители - Промпортал.su | Источник
12. Трехфазные управляемые выпрямители - однополупериодный и мостовой. Краткий ликбез. - YouTube | Источник
13. Структурные схемы систем управления преобразовательных устройств | Источник
14. Однофазные выпрямители - схемы и принцип действия - Школа для электрика | Источник
15. Структурная схема и классификация выпрямителей | Источник
16. Управляемые выпрямители - Общая электротехника и электроснабжение - Bstudy | Источник
17. Однофазные управляемые выпрямители | Источник
18. Однофазные схемы выпрямления, Трехфазные схемы выпрямления, Управляемые выпрямители - Электроника - Ozlib.com | Источник
19. 1.3 Параметры выпрямителей | Источник
20. Расчет выпрямителей напряжения - Арасланов и К | Источник
21. Расчёт мостовых выпрямителей в курсовом проектировании силовых преобразователей - презентация онлайн | Источник
22. Расчет рабочего номинального режима выпрямителя и расчет для заданного α | Источник
23. Расчёт электронных выпрямителей - WordPress.com | Источник
24. Расчет выпрямителя - начинающему электрику | Источник
25. Расчет выпрямителя | Источник
26. Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя. | Источник
27. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛ | Источник
28. РАСЧЕТ ОДНОФАЗНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ Задание и методические у | Источник
29. Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя - Allbest.ru | Источник
30. Расчет и моделирование выпрямителей Учебное пособие по курсу | Источник
31. Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя - Библиофонд! | Источник
32. Расчет схемы управляемого выпрямителя, Выбор схемы и расчет основных параметров выпрямителя, Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме, Выбор элементов управляемого выпрямителя, Расчет регулировочной характеристики управляемого выпрямителя, Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению, Проектирование СИФУ, Расчет параметров пусковых импульсов, Расчет цепи управления тиристорами - Основы радиоэлектроники - Studbooks.net | Источник
33. Расчет и выбор тиристорного преобразователя | Источник
34. П.А.Борисов, В.С.Томасов РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ Учебное | Источник
35. 2.4. Обеспечение надежности работы тиристоров | Источник
36. В чем заключаются преимущества тиристорных выпрямителей перед другими типами? - Вопросы к Поиску с Алисой (Яндекс Нейро) | Источник
37. Калькулятор тиристоров - РАДИОСХЕМЫ | Источник
38. Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова) | Источник
39. 25 Трёхфазные выпрямители | Источник
40. 3.3. Выбор тиристоров. Расчет силового модуля | Источник
41. Мостовой выпрямитель — конструкция, работа и преимущества - TOSUNlux | Источник
42. Трехфазный мостовой несимметричный управляемый выпрямитель, Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова), Многомостовые схемы - Трехфазный выпрямитель, работающий на активно-индуктивную нагрузку - Studbooks.net | Источник
43. Мост ларионова – Трехфазная мостовая сема выпрямления (сх. Ларионова) — Мегаобучалка — АкваКлимат - Климатик: отопительное оборудование и кондиционеры | Источник
44. 4.4 Выбор тиристоров | Источник
45. Выбор тиристоров :: Расчет тиристорного преобразователя - Informatics Point | Источник
46. Управляемые тиристорные выпрямители - СИБЭЛЕКТРОТЕХНИК | Источник
47. Трехфазные выпрямители | Источник
48. 1.8.2 Коэффициент мощности выпрямителя | Источник
49. Особенности проектирования силовых выпрямителей в качестве источников постоянного тока для тиристорных преобразователей повышенной частоты | Источник
50. Повышение коэффициента мощности электроприводов переменного тока | Источник
51. О современных тиристорных регуляторах советы. - Звезда Электроника | Источник
52. 14. Однофазный однополупериодный выпрямитель, работающий на активную нагрузку. | Источник
53. В чем заключаются преимущества и недостатки использования тиристорных выпрямителей в современных... - Вопросы к Поиску с Алисой (Яндекс Нейро) | Источник
54. Однофазные выпрямители - схемы и принцип действия - Школа для электрика | Источник
55. Таблицы характеристик выпрямительных устройств: схемы, параметры и применение | Источник
56. Основные преимущества транзисторных выпрямителей перед тиристорными | Источник
57. Однофазный однополупериодный выпрямитель - electroandi.ru | Источник
58. Описание параметра "Допустимый коэффициент нелинейных искажений (КНИ)" | Источник
59. Однофазные выпрямители Однополупериодный выпрямитель (четвертьмост) | Источник
60. Thyristors: Key Parameters | LJ-MD | Источник
61. Однофазный мостовой выпрямитель | Источник
62. ОДНОФАЗНЫЙ ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ - Общая электротехника и электроника - Studref.com. | Источник
63. Коэффициент нелинейных искажений - Википедия | Источник
64. 1.8 Трехфазная мостовая схема выпрямления | Источник
65. Описание параметра "Допустимый коэффициент нелинейных искажений (КНИ)" | Источник
66. Коэффициент нелинейных искажений (КНИ / THD / THDI) | Источник
67. 2. Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя. | Источник
68. РАСЧЕТ ОДНОФАЗНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ Задание и методические у | Источник
69. ОСНОВЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ - Кафедра промышленной электроники ТУСУР | Источник
70. 6.5. ТРЁХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ - Научная библиотека | Источник
71. Исследование характеристик трехфазного мостового тиристорного преобразователя | Источник
72. ГОСТ 20332-84 Тиристоры. Термины, определения и буквенные обозначения параметров / 20332 84 | Источник
73. Однофазная мостовая схема выпрямления - Школа для электрика | Источник
74. Рис. 6. Зависимости коэффициента нелинейных искажений тока от значений... | Download Scientific Diagram - ResearchGate | Источник
75. Трёхфазный выпрямитель - Википедия | Источник
76. ЛЕКЦИЯ 10 | Источник
77. Мостовая схема трехфазного выпрямителя (схема Ларионова) - Электротехника и электроника в электромеханических системах горного производства - Studref.com. | Источник

Приложения

Пример расчёта среднего выпрямленного напряжения для трёхфазного мостового выпрямителя

Исходные данные:

• Действующее значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора U_2ф = 220 В.
• Угол управления α = 30° (π/6 радиан).

Формула для идеализированного трёхфазного мостового выпрямителя:
Udα = (3√2 / π) ⋅ U2ф ⋅ cos(α)

Пошаговый расчёт:

1. Определим значение постоянного коэффициента:
   3√2 / π ≈ 3 ⋅ 1.414 / 3.14159 ≈ 4.242 / 3.14159 ≈ 1.35
   Таким образом, Ud0 = 1.35 ⋅ U2ф
2. Рассчитаем Ud0 (среднее напряжение при α=0):
   Ud0 = 1.35 ⋅ 220 В = 297 В
3. Найдём косинус угла управления:
   cos(30°) ≈ 0.866
4. Рассчитаем Udα:
   Udα = Ud0 ⋅ cos(α) = 297 В ⋅ 0.866 ≈ 257.3 В

Результат:
При фазном напряжении 220 В и угле управления 30°, среднее выпрямленное напряжение на выходе трёхфазного мостового выпрямителя составит приблизительно 257.3 В.

Таблица 1. Сравнительные характеристики управляемых выпрямителей (идеализированный случай, α=0)

Параметр	Однофазный однополупериодный	Однофазный мостовой	Трёхфазный мостовой (Ларионова)
Среднее выпрямленное напряжение Ud0 (от U2ф)	0.45 ⋅ U2	0.9 ⋅ U2	1.35 ⋅ U2ф
Частота пульсаций fп	f1	2 ⋅ f1	6 ⋅ f1
Средний ток через вентиль Iд (от Iн)	Iн	0.5 ⋅ Iн	Iн / 3
Максимальное обратное напряжение Uобрmax (от U2ф)	1.41 ⋅ U2	1.41 ⋅ U2	1.41 ⋅ U2л (где U2л = √3 ⋅ U2ф)
Полная мощность трансформатора SТ (от Pвых)	≈ 2.22 ⋅ Pвых	≈ 1.23 ⋅ Pвых	≈ 1.05 ⋅ Pвых
Коэффициент пульсаций kп (без фильтра)	≈ 1.57	≈ 0.48	≈ 0.04

График 1. Регулировочная характеристика U_d(α) для трёхфазного мостового выпрямителя

        ^ U_d (В)
        |
    297 +-----------------------. (α=0)
        |                       |
    250 +                     .
        |                   .
        |                 .
    200 +               .
        |             .
        |           .
    150 +         .
        |       .
        |     .
    100 +   .
        | .
     50 + .
        | .
      0 +-+-----------------------------------> α (градусы)
        0  15  30  45  60  75  90 105 120 135 150 165 180

• Ось Y: Среднее выпрямленное напряжение U_d (В)
• Ось X: Угол управления α (градусы)
• Кривая: Ud(α) = Ud0 ⋅ cos(α), где Ud0 = 297 В.

Описание графика:
График демонстрирует, как среднее выпрямленное напряжение (U_d) уменьшается по мере увеличения угла управления (α). При α = 0° напряжение максимально (297 В), а при α = 90° оно теоретически становится равным нулю. Этот график является фундаментальным для понимания регулировочных возможностей фазоуправляемого выпрямителя.

Таблица 2. Коэффициенты запаса для тиристоров

Параметр	Коэффициент запаса	Типовое значение	Примечание
По току	KЗi	2.0 - 2.5	Учитывает пусковые токи, перегрузки, несимметрию
По напряжению	KЗu	1.1 - 2.5	Учитывает коммутационные и сетевые перенапряжения
По охлаждению	Kохл	1.0 - 2.5	1.0 для принудительного охлаждения, до 2.5 для естественного

Характеристики реальных полупроводниковых приборов

При выборе тиристоров для курсовой работы необходимо обращаться к технической документации (даташитам) конкретных производителей. В качестве примера можно рассмотреть условный тиристор Т161-160-12 (Тиристор штыревой, I_ср.доп=160 А, U_обр.п=1200 В, 12-й класс напряжения):

Параметр	Значение для Т161-160-12	Единицы измерения
Макс. средний прямой ток (Тк=85°С)	160	А
Класс по напряжению	12 (1200 В)	В
Пороговое напряжение UТ0	1.2	В
Динамическое сопротивление RТ	0.0035	Ом
Тепловое сопротивление переход-корпус Rj-c	0.12	°C/Вт
Макс. допустимая температура перехода Tjmax	125	°C
Критическая скорость нарастания напряжения (du/dt)	1000	В/мкс
Критическая скорость нарастания тока (di/dt)	100	А/мкс

Примечание: данные являются примерными и могут отличаться для конкретных партий или модификаций прибора. Всегда следует использовать актуальные даташиты.

Пример расчёта потерь мощности в тиристоре (P_п) и необходимого теплового сопротивления радиатора (R_h-a)

Исходные данные:

• Выбранный тиристор: Т161-160-12
• Расчётный средний ток через вентиль I_д = 50 А
• Температура окружающей среды T_a = 40 °C
• Тепловое сопротивление корпус-радиатор R_c-h = 0.08 °C/Вт (с учётом теплопроводящей пасты)

Пошаговый расчёт:

1. Расчёт потерь мощности в тиристоре (P_п):
   Используем формулу Pпр = UТ0 ⋅ Iд + RТ ⋅ Iд².
   Pп = 1.2 В ⋅ 50 А + 0.0035 Ом ⋅ (50 А)² = 60 Вт + 0.0035 ⋅ 2500 = 60 Вт + 8.75 Вт = 68.75 Вт.
2. Расчёт необходимого теплового сопротивления радиатора (R_h-a):
   Используем формулу Rh-a ≤ (Tjmax.доп - Ta) / Pп - Rj-c - Rc-h.
   Rh-a ≤ (125 °C - 40 °C) / 68.75 Вт - 0.12 °C/Вт - 0.08 °C/Вт
Rh-a ≤ 85 °C / 68.75 Вт - 0.2 °C/Вт
Rh-a ≤ 1.236 °C/Вт - 0.2 °C/Вт
Rh-a ≤ 1.036 °C/Вт

Результат:
Для выбранного тиристора при заданных условиях необходимо выбрать радиатор с тепловым сопротивлением от радиатора до окружающей среды не более 1.036 °C/Вт. Это позволит поддерживать температуру перехода тиристора в допустимых пределах (не выше 125 °C).

Таблица 3. Влияние угла управления α на коэффициент мощности (cos φ) и коэффициент нелинейных искажений (THD_I) для трёхфазного мостового выпрямителя (примерные значения)

Угол управления α (градусы)	Коэффициент мощности (cos φ)	Коэффициент нелинейных искажений THDI (%)	Примечание
0	0.95 - 0.98	25 - 30	Минимальное искажение тока, наилучший cos φ
30	0.85 - 0.9	30 - 40	cos φ начинает снижаться, THDI растёт
60	0.7 - 0.8	40 - 60	Значительное снижение cos φ, существенный рост THDI
90	0.5 - 0.6	> 60	Очень низкий cos φ, сильные искажения тока

Описание таблицы:
Данная таблица наглядно демонстрирует, что увеличение угла управления α, хоть и позволяет регулировать выходное напряжение, негативно сказывается на качестве потребляемой из сети электроэнергии. С ростом α существенно снижается коэффициент мощности (что означает увеличение реактивной мощности, потребляемой из сети) и значительно возрастает коэффициент нелинейных искажений тока, приводя к проблемам с качеством электроэнергии в питающей сети. Это подчёркивает необходимость применения компенсационных и фильтрующих устройств при эксплуатации управляемых выпрямителей на больших углах управления.

Список использованной литературы

1. Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Сахаров Ю.В. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. Москва: Энергия, 1975.
2. Лукутин Б.В. Силовые преобразователи электроэнергии. Выпрямитель. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов ЭЛТИ специальности 140200 по курсу “Силовые преобразователи в электроснабжении”. Томск: Изд. ТПУ, 2006. 28 с.
3. Управляемые выпрямители: что это, виды, характеристики, схемы. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFEQJYXkHZ_rQKysmH2bqoh4oq-xkrggO5uBN9Fjiz43pLY4E7c_wBi66CE10D1kawGllX2K9J5NgqvyJi2DxP8wiCprVj7hfpfeOG9-arkQ8TgIeVrCu4t9rfSuGsrfKOnVmKqPzcaVVdcVR7RY4SbFVInuoIcpy2PukYUQarLSTYx (дата обращения: 13.10.2025).
4. Тиристоры. Принцип действия и применение. Группа компаний Промэлектроника. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHHDFjI8qh7D0flJ2TtE10XrIAkHFL20Y9xTil2EXRBV1qNhOWTjW5NXwC9DOkv-JGFghT7vXxkLxc-qLBwwmcaI3gfKsFQTPqHjyTSBhcZ1oM4iyqnVCh491C3SjgvgslJHLgI_KFhgU6DJoYgG5EBoXYNdLVXnpZdBNA4oNWvTdURYyj_dv4= (дата обращения: 13.10.2025).
5. Выпрямители на тиристорах. Блок-схема тиристорного выпрямителя типа ВТПМ. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQGW-lqjaYttnOaJZLadMPzKVWySQ4fBSz9pCa-h1bjKC_XuDagTeZ3PBiKooflZIo2DkktuSPO2rzNZ5nIZRvbDhKrMEkY5c9elkGlkU78e3aTnhlz_ (дата обращения: 13.10.2025).
6. Классификация выпрямителей. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQGg2QZBhYEJlsLpBD6gqBaLgsNwMYeCR6RilYwyUK75-K9l2BksX7etbxEDVhvYwF1fMtrQiM13YdWEOG2AnkB_YQyD1_btI1Hg9sSaHC2stCg6NT_8LNkwM5HeQxGMol-8l7C6omx6 (дата обращения: 13.10.2025).
7. Управляемые тиристорные выпрямители. СИБЭЛЕКТРОТЕХНИК. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHw6xYpn0mtbGW-SakIeFobsfWnrOs5GQgeCaTcQGCvbuJfH0nE2Q4WwsnYqvV3K7xKbAw3ESpjuMJJiW8dGkDlnxGosIk2zVzfMABxGloev-D9AnVcdJB9OsZAimPrjEy2S32Bk2yn_eO_egFxtTWCI8imnw== (дата обращения: 13.10.2025).
8. Управляемые выпрямители - устройство, схемы, принцип работы. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHhO3M1sXPDUJP_SIRP22GUO6Y9kuWz1D5ZhCK4AV6fv4IMf-KxSs8_dT1X2bf4eM5gnC6Cvb9Wuc3tQCClQnu9lk5kk6WrQmp-Zw7zxSsOY8NTSg8xfME6NTbkev8FJn4D80ev3xBZJuaeeCkaROfHTSTKP_HLXfC9qJyZDSowI6HtndTwRlmNWG5AmCiXD5GxCl4_ (дата обращения: 13.10.2025).
9. Таблицы характеристик выпрямительных устройств: схемы, параметры и применение. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFQj6r227izh69vWCn0rTmgkonIFzVKYz74udUDxO8ndXDnVfZDGvCoNUl7T6M5Bjv99dyVXbgSL6BMRc23LrSBTlmQsAk6oWdt3Ux3rtMphixw68wLFuIoaBuaqWwu4c-WWjOhwDWfbs-qhOEwOjpmrK_7TNou0_gzy0WMtA1c5msOuIS1zWM= (дата обращения: 13.10.2025).
10. Однофазные и трёхфазные выпрямители. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQGURboA_JnVwqoR4JmvQmMP6OnyfOT0f1D1-C96sjgrpGXPcAKqkDpgyfZ5B4pW6NrH5v1JkYHk9hr6O6G9KA2gAEBVEA8AAhI_oi6JJCAFBAP17mbtch9ytnRLlRR6Kt69UAEiBfey (дата обращения: 13.10.2025).
11. Структурная схема системы фазового управления, Расчет номинального рабочего режима выпрямителя. Studwood. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQGzFtfwRh55XY2_ZPA7OOPwxR6iDlDdiV23IkNWiUOqvqZbRW-TxZZPj2FLStSlhl7-PcOKSl6F4Oc6J6eOsrlZ2vAz-t8nhzNAVJQ2CtbK186zZ7UY2J2idOldJDJ_KNPPbLiLUK9EkZykXsMrRb-3MsaOhqBgkVSCoTVczj0jl_XS6Eqkj_q8NX2my79SbKid3WiV64P0NsBezLMT3m7 (дата обращения: 13.10.2025).
12. Выпрямители. Классификация и принцип работы различных выпрямителей. Принцип построения и работы управляемых выпрямителей. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFd2WYAJQZxVBwwJ9mwMo0kFPpYuMZ3rAnRif0poRSF88J-vFNwmK8jmIsOiM-xuC8RhSI1ohykPmLjEEnVl_nePBGQYVx2PfC1J4cDZJC5p3x8u5nlowXmUk_vG7GtFpgl9bmFhzW6 (дата обращения: 13.10.2025).
13. Тиристорные выпрямители. Промпортал.su. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHh5UbS3JnuB7N0_s_ykYrCaUTuxvLtho-YbuuKQFIXhfetUZteTIqk4O9Sv5GLRGB_4ESUqRNPvg4o4ZjHMsVM-ajOzT1En9HdXCBjb-eAZ5Aj3a8lEIegtxjkvhba (дата обращения: 13.10.2025).
14. Трехфазные управляемые выпрямители - однополупериодный и мостовой. Краткий ликбез. YouTube. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFBF4hwBvJvhG03D_5DnvO1AVjQfiC3XNuz8w3EwfSW5X_Xp2jOMZjsRdVQjdkWhvyzv2LSRHT-9T858YNcz6HvZVIZv7ErtJBRCTdTo0BwdfM4bgyBHaUb5WhUNPKg83KNBQXghYk= (дата обращения: 13.10.2025).
15. Структурные схемы систем управления преобразовательных устройств. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQGBXLQqij0CfdSeV_4v6ZYtYtrqaZDIbz9fEy7TL7rMluMYNfZCiSN7ZYVFY3r-EmrAjwHke1tXW19tH_YJaSwO1Wcy0MW2cDlnC5-07lr6CZmbFY1M0ZBp9jZ_A5TedcYA5mZez82f_oQ= (дата обращения: 13.10.2025).
16. Однофазные выпрямители - схемы и принцип действия. Школа для электрика. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHylpFRYWTE1j1ePIN9jtBLUot_dab7lCP19SS1uCIIM3SpicOAFjQM6o3MMrLQuA7QAfnFrHjGnqbkOMKjc7Q1Ikcoh4coUojCAN80h0yPJncGkoLokVGNJvecLp5f4FIYcuwnwDvUtAQUPnBl4f_Myy_fSeuEtIt3HX3zyts1AR1cl6HCqQ== (дата обращения: 13.10.2025).
17. Структурная схема и классификация выпрямителей. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQEmFTY09rP2N2_VdeNnMqO4zH1F_385_QT6gUKmiFmk_oRWdf-a_XWOtbC2IURpoMBjc5BcmPsXPh5Y0Dlz9H6wM1EEsKw2rPjgnwQj-3Y4biQ-EOrfGdwcaKzc3A9bFk0q68w= (дата обращения: 13.10.2025).
18. Управляемые выпрямители. Общая электротехника и электроснабжение. Bstudy. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFO9aqTefSXI8x1F8dgGtZBG0oAeuXePFaEatnQTaTOrOtC0-7_e3jop6Ar-HbApRWR0hUmfx6LzdYJUI-Qwcw6N1Q0mx8Shg1YzYTcf801VgMdTAFOW3lZRO7jp-RfMv-vtrtZ8bqj_XsCWNwfkxyvtQkFFCNSuDdW-Q== (дата обращения: 13.10.2025).
19. Однофазные управляемые выпрямители. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQH--uVMqmFoysYXR0_YxlZ5vk4TWGqVoQG-a8qNov8HCDUpJiNPgdOv_AaB7uF_RlLtwJ3wtCJo1JUKrHkWsMmfLelMwqnQeJQ8DOXKL50nrq8maMRKky-dWTq4iB4SrZ50LC_r7J6Ekg== (дата обращения: 13.10.2025).
20. Однофазные схемы выпрямления, Трехфазные схемы выпрямления, Управляемые выпрямители. Электроника. Ozlib.com. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHRLHkYPuPZ9n1X1O2f2NgpPxkDGQVXFDtfcRAjww2tPSUGcPacu0MfJ3pSS5IUH0f_69I4XyAfNND7bbZp5Nvr7CbukbVuX6E1nJtQds5wDDsKQj_bC61-pA1RtvjLh3QNI51Vtibqiw6Xl0Zy3KsvjiVpU2FadheIZS8= (дата обращения: 13.10.2025).
21. 1.3 Параметры выпрямителей. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHCaBCTHO9hmtHUYiYBXp8yrMOHSrG2foB8v3u3OEaCM0ScH0fyUkDUDrTlb5xrTVBbmMe2EQ_T1UR9Gv9gMHpwcDeGtheTTbvO59bG4SIhw8OUkkIB2PRrfAXDUUKXPKR5gFoO6pJl (дата обращения: 13.10.2025).
22. Расчет выпрямителей напряжения. Арасланов и К. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQF6nMbdbaWSUFSw9vxFRdsYSfYnSDSbdg1oQ2YGFxBEs4jVqxmLADIjA4JSaBVBz0MtDbca17K9K2urRUIdt_PS_L3laHp20ae1tjUbZcJ_7mO7O8wa6y5mWO-yDtOwCGvVuuMQnfmKC9jztWKBdqkKTyAw3QcFypc1oHG49Xv82RrN4b-F2A== (дата обращения: 13.10.2025).
23. Расчёт мостовых выпрямителей в курсовом проектировании силовых преобразователей. Презентация онлайн. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQGddhj7UikZdiV3pAMMG8WqnFtvbAJWInPVL4h8OPf1q_EKmJemvvJe0j2iC5IrU-6vGPXsvPd_rIVyyie5u0Id2LIe2SLoNyqJ-3TpG3VwfAnFtZ36nyHn (дата обращения: 13.10.2025).
24. Расчет рабочего номинального режима выпрямителя и расчет для заданного α. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHhOML1PticD6mrCU0OtBzieylfn45AuweyhJ-5RMXK8OXTaZ7KKGDbxYc94lD1oUx_P4psQvdrNZRKJcpiVSIQmPwn2U26VQtrrUmjHHe1ysks5X2PjkZfPKfMPz6d49WmH6bzp_m (дата обращения: 13.10.2025).
25. Расчёт электронных выпрямителей. WordPress.com. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQEVw-N34vu8JIpeYYjQ6N06diGpzDeLd-58C7g35kWh93Dtevj5IWP7U-vqc2-YuNxnGOzZVxsiCKLlyQdy7vzRdXMlltLOZp7rClLqxAPz8N0sJksRyBPV2ifpM8POy-h3bvo1CIPVxmwJTQDPI7MiikKRvZuOVz32YhySO7HhYjausdlyDR-USCDpkpXqZpgkSSZoyMUcqmmIonRVlehnTlWwzWQABdR7w-Sb4Hq7zQ== (дата обращения: 13.10.2025).
26. Расчет выпрямителя - начинающему электрику. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQE7CflKUGBjeSW5l6t907ZJXXH4MolJiYw6Xlk2XnMmAaGIhyVtPO2eCJ9C-p7AqYSCZw6TPtLvA-Ad-flagZpZVo4lMWEZ9Nr-n2YRNqXc9r3_BfkX9v4-xsQyDMQCIEK_NGXoQUyfwe1HTcTXy2dR (дата обращения: 13.10.2025).
27. Расчет выпрямителя. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHefFs7YNy4G0GQOQfRspdVIDTyCMZGR8No53SlLpVLVOwe37Zej1lhD3h48onDv6FaWJQ8UTx5A1voLIGVHv84IrPS-_V_5FcM8LsPGJAtqLv6wxwTnWw6eA5sF2oFQkk= (дата обращения: 13.10.2025).
28. Параметры выпрямителей синусоидального напряжения. Ремонт телевизоров. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFeCVGxkI72jeYDgy_5csaTvvYu1HKeHAx0CEmNPU6PpziLQkOy4NagriMofw7sLXUmN67uMTgSnBhze59iuNHSK9O-KR1BwPfrJrasdak85BXvaxT0yXW2 (дата обращения: 13.10.2025).
29. Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQH-gW4oehwq0UVUnWYiIAC4ZWYFoYQkzbc7vURNzNAvz4kuwYH2tEvOwwlDTdUuLt2aoMDfOL-z6RH2gUJ9qeTyYX5oc3QZ_WWtDr8G2uufmBw5AJW6EHI764Kkz1XYeRXc9KheKYAg (дата обращения: 13.10.2025).
30. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛ. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQE2yIPz70n3_3TSTufnSMicqxXHouvdL6fdetpHnxEST5iElD9YFVw2uuBbG1bLuase27l7-x9IDnc3-wDks074gbdPa_2Liw5RzHpRDcpMxX6vu6NmZ5Glwn3ELHg_LsK7ixtDWB-_dB4wtEIm6PzQ4Tv7kK8PNYwHLM7Mca3RXFTU-Im7Zr539C3D8sVTg80wIHzlaHS86qvFruu6X0QQ0y6sbTCN (дата обращения: 13.10.2025).
31. РАСЧЕТ ОДНОФАЗНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ Задание и методические у. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFIBK4ICM36LVbdBy7Wg_1RpRoaWrnqBz8g57iT052z3Du27A7XxDhhdpfz2QfDQqgkVhhvW5m3tdMwcSAAmE13LmPuQXSrV3Mc6GIHk822vhYBEPfLuEhzPTL_CEgFi6MPAbTF63t-6tUA0ryVALvGklgN8G8= (дата обращения: 13.10.2025).
32. Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя. Allbest.ru. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHzzggHKq866j_wlwFwkUvSF95_35ngX9kWf_SYWSODIV6qIUGkLWlUAf_G4nbvjMKucMc_IKkyC8Mp7KP3FX2BXswgMV5Vh-fqJ6UCCLjGCb9IS_Rqw-hMrMucX0Uvz1FoxIc73EYqW0U4u7mjkDJUIQaOL_M= (дата обращения: 13.10.2025).
33. Расчет и моделирование выпрямителей Учебное пособие по курсу. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQG_yloixuHGXNdB0OmdlstbCFbToZ5YDSi5kqCRpbfsCoOzc_4MTsb2BUygQCy6UOdqMGP79RV8X8Kucw7byBSypWVAZu3SV0XjcyYxmxESq88oBu1ySbKQOgOUZEk5CEA= (дата обращения: 13.10.2025).
34. Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя. Библиофонд! URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHG69wWi9QSjBLWsD0rfHPYQsV2du_YEu6rR0aI6YAZLjBFvXIrmgnC_B726PrXRa-SMdRlP-5-b4-GRgKt5anM4bVgaLjSMRdOL6V4AZAwWs1WDyvOkwJHQsGDel2e_vbJNoZSxuSb2Q== (дата обращения: 13.10.2025).
35. Расчет схемы управляемого выпрямителя, Выбор схемы и расчет основных параметров выпрямителя, Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме, Выбор элементов управляемого выпрямителя, Расчет регулировочной характеристики управляемого выпрямителя, Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению, Проектирование СИФУ, Расчет параметров пусковых импульсов, Расчет цепи управления тиристорами. Основы радиоэлектроники. Studbooks.net. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFXuYRsfNX94eP1EPXBlj0fjgkua2mZOCXIvSOsbuHHB6Nb-OxKU9DND2XSIVMJ0OkchgMNvWgwYc0QmMLTT6ZoGEWeo9C3IfSlmmmqu11urPOGQF3ji10sT2c1ae-BrBv72tTxhPdQy37VdDED-XAeJl1aSNf8UU8BWUy8Ha9bKE_vhf7C31e76-4= (дата обращения: 13.10.2025).
36. Расчет и выбор тиристорного преобразователя. URL: https://vertexaisearch.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQHTTgsVPXgctxETpmuKZvEO3spThvsm1BiiJWLOvm5KXZDa0IqQK_sYzKpsRSNAfNWvszHliie2Tcqh6yDN7DNuXzHVi88t8uFYAZrDu8Qn5mdgBRen2Il2iZsDyXYezqxLRZjVf3CANg== (дата обращения: 13.10.2025).
37. Борисов П.А., Томасов В.С. РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ Учебное. URL: https://vertexaisearch.cloud.google.com/grounding-api-redirect/AUZIYQFCSHq3cFOe1iV465zMZSdMacIMkXOnl1N6PODtfpvTvlqZFFI-N73Rv02XvdxCX9-XGHZle4zzSR4GpnuD4wZjNsxXYHFk_98SXJZLfQl1-19094Uv2IbXV_EpC91DXrHbor_taSUfBH74i74KRJDjTvoBNbOJGgx40iCvfTtOtGZYmEAwJKb2wA9QZEh_dVANF0zyrqlfztGQ286f0fG6mKT-Q0g2ePE9F0RRonfSskmcWlQ0MnE_uxqfiU0WTsG5LjULQqeRRR-qRwaBiriz3oM4i35ptllFDGwQqoEzjT2E5pGG7v3SFMIa_8k3y4Wb3GLMchKd945qLO41zv0ZAjPYJT2OfRSbCQ== (дата обращения: 13.10.2025).