Классическая мостовая схема

Рассмотрим суммирование мощностей двух идентичных «синфазных» генераторов с использованием классической мостовой схемы (моста Уинстона).

Рис. 2.1 — Мостовая схема сложения мощностей двух генераторов

При идентичности генераторов (е ₁ = е ₂) и симметрии схемы (R ₁ =R ₂ =R ₃ =R ₄) токи, протекающие через резисторы равны (I ₁ =I ₂ =I ₃ =I ₄). Токи, протекающие через резисторы R ₁ и R ₃, компенсируют друг друга. Потенциалы точек 1, 4 и, соответственно, — 2, 3 совпадают и их можно соединить. Схема, полученная таким образом, изображена на рис. 2.1,б. Нагрузочными резисторами в этой схеме являются резисторы R ₂и R ₄, включенные параллельно.

Легко видеть, что сопротивления нагрузки, ощущаемые генераторами равны: (2.1)

А в сопротивлении нагрузки мостовой схемы R/2 выделяется сумма номинальных мощностей двух генераторов:

(2.2)

Рассмотрим работу мостовой схемы в аварийном режиме. Предположим вышел из строя второй генератор. При этом возможны режимы короткого замыкания зажимов генератора или холостого хода. Выполним анализ в режиме холостого хода (анализ режима к. з. рекомендуется выполнить самостоятельно). Схема, получающаяся при обрыве второго генератора, приведена на рис. 2.2.

Рис. 2.2

Кажущееся сопротивление нагрузки для первого генератора не изменилось . (2.3)

Следовательно, не изменился режим его работы («он» не ощутил выход из строя второго генератора). Но его выходная мощность делится теперь поровну между балластными (R₁, R ₃) и нагрузочными (R₂, R ₄) резисторами:

(2.4)

Таким образом, мощность в нагрузке в аварийном режиме уменьшается в четыре раза. Такова плата за развязку генераторов.

В классической мостовой схеме два сопротивления нагрузки (на практике чаще всего одно) и если заземлить одну из точек 1, 2, 3 или 4 один из генераторов, а также один из нагрузочных и балластных резисторов оказываются изолированными от «земли». Для того чтобы иметь возможность заземлить необходимые точки и объединить нагрузочные и балластные резисторы в схему можно ввести трансформаторы и преобразовать ее.