Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 14
Текст из файла (страница 14)
В этом случае принцип работы схемы не изменяется, но токи в тиристорах и обмотках трансформатора принимают прямоугольную форму (на рис. 2.18 показаны штриховой линией). Соответственно выпрямленный ток 1„и напряжение на сопротивлении нагрузки Я» становятся идеально сглаженными. При оз2.» — -оо работа тиристоров в схеме характеризуется следующими параметрами: максимальное значение обратного напряжения на тиристоре равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки (/„,„=,/Ы,„; (2.6Я) максимальное значение тока тиристора »мяя = »» ' (2.70) среднее значение тока тиристора »г» =6»/3; (2.71) действующее значение тока тиристора »тнмя = »6/я/2 ' (2.72) действующие значения токов первичных и вторичных обмоток, а также расчетные мощности обмоток трансформатора Рис.
2.20. Диаграммы токов и напряжений трсхфазного мостового выпря мигеля при углах и л/3 и и>я/3 Рис. 2.19. Диаграммы токсв и напряиений трехфазного мостового выпрямителя при угле и<я/3: 1 - ГХ„ Гз,, 2 в Гз,, Гз,; »вЂ Рз„ Гзы » — ГХ,, Гх.; »вЂ ГХ„ Гзы »вЂ Гз,, Гз, ний, снижается. До тех пор пока кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения и» остается выше нуля (что соответствует диапазону изменения угла управления О<а<я/3), выпрямленнЬ1й ток 16 будет непрерывным вне зависимости от характера Иагрузки. Поэтому при углах 0 < а < л/3 среднее значение выпрямленного напряжения для активной и активно- индуктивной нагрузки будет равно Зя '/»=- ~ м' 3(/з 81п ЭЫЗяя — с/з сова яя 1/»о сон а.
(2 75) 3 'б л л я +я з Угол аяял/3 соответствует при активной нагрузке граничнонепрерывному режиму. При углах а>л/3 и активной нагрузке в напряжении и„и токе /6 появляются интервалы с нулевым значением (рис. 2.20), т. е. наступает режим работы с прерывистым выпрямленным током.
Среднее значение выпрямленного напряжения для этого случая может быть выражено следующим образом: б9 к яп заказ и [з+ ["-+„)1. (226) и ) з+" Следуег отметить, что в режиме с прерывистым током га для обеспечения работы данной схемы, а также для ее первоначального запуска на тиристоры схемы следует подавать сдвоенные управляющие импульсы с интервалом «/3 или одиночные, но с длительностью большей, чем «/3. Это объясняется тем, что для образования замкнутой цепи протекания тока ! необходимо обеспечить одновременное включение тиристора анодной группы и тиристора катодной группы.
При активно-индуктивной нагрузке и углах о1>«/3, если ох!. = со или отношение пу2, /Я„таково, что обеспечивается режим непрерывного тока !', среднее значение выпрямленного напряжения определяется по формуле (2.75). При а=«/2 среднее значение согласно (2.75) становится равным нулю. На диаграмме рис. 2.20 это соответствует равенству площадей положительного и отрицательного участков кривой выпрямленного напряжения, что свидетельствует об отсутствии в нем постоянной составляющей. Регулировочные характеристики трехфазной мостовой схемы представлены иа рис.
2.2!. При изменении угла и от 0 до «/3 регулировочная характеристика для активной и активно- индуктивной нагрузки описывается формулой (2.75). Начиная с угла а=«/3 при активной нагрузке, регулировочная характеристика описывается формулой (2.76), согласно которой среднее значение (/е становится равным нулю при угле се=2«/3.
При углах !х > «/3 и активно-индуктивной нагрузке„обес- печивающей режим работы и„ 1 с непрерывным током гп, ре! 1 гулировочная характеристика ина 1 аналитически выражается фор- 1 мулой (2.75). Заштрихованная 1 область на рис. 2.2! соответ- 1 ствует семейству регулировоч- 1 ных хараятеристик в режиме 1 с прерывистым током !'„при 1 1 различных значениях пуТ. /Яа. 1 Токи в тиристорах и оба Уг хуР лхг гхг лт Ус к мотках тРансфоРматоРа пРи активно-ицдуктивной нагрузке Рис.
2.21. Регулировочные характерн- (ОуЬ = сО) ОПрЕдЕЛяЮтСя ИЗ СО- стихи трехфазного мостового выпря- отношений (2.70) —.(2.72). Мамителя: ксимальные значения напряг †п активной нагрузке. 2 прн актив- но-индуктивной нагрузке женин на тиристораХ при ак- 70 тивно-индуктивной нагрузке в режиме непрерывного тока равны и „.,= 'бп, ';) (7н х/гб (/з. (2.77) 2.2.6. МНОГОМОСТОВЫЕ СХЕМЫ Среди группы многомостовых схем м~икио выделить многомостовые схемы с одним трансформатороы и многомостовые с двумя и более трансформаторами, имеющиь(и разные группы соединения обмоток. Основное назначенйе многомостовых схем — это уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения и улучшение формы тока, потребляемого из питающей сети, приближение ее к синусоидальной. На рис.
2.22 представлены два варианта двухмостовых схем. Первая схема состоит из трехобмоточного трансформатора, соединенного по схеме «звезда/звезда †треугольн», и двух трехфазных мостов. Вторая схема имеет два двухобмоточных трансформатора, один из которых соединен по .а Рис 2 22. Трехфазные двухмостовые выпрямители с параллельным соединением мостов: и — с овнам трансформатором, б — с двумя трансформаторами 71 Расчет действующих и средних значений токов в элементах схемы при активной и активно-индуктивной нагрузках и в режиме работы с прерывистыми токами выполняется путем интегрирования Ьтгновенных значений токов по интервалам проводимости тир исторов. Ввиду сложности аналитических выражений примеры таких расчетов здесь не приводятся. Рнс.
2.24. Трехфазный двухмостовой выпрямитель с последовательным со- единением мостов г Рис.2.23. Днаграммм токов и нанряннннй двухмостового неунравляемого вьюрамнтсля схеме «звезда/звезда», а другой — по схеме «треугольник- звезда», и два трехфазных моста. В обеих схемах вторичные напряжения трансформаторов сдвинуты по фазе на угол к/6. Обе схемы работают аналогично. Поэтому остановимся более подробно на работе одной из них — с двумя трансформаторами. В связи с тем, что первичные обмотки трансформаторов Тр, и Тр имеют разные схемы соединений, выпрямленное напряжение одной схемы иаг будет иметь пульсации, сдвинутые по фазе на, угол к/6 относительно пульсаций выпрямленного напряжения другов схемы (рис.
2.23). Для уравнивания мгновенных значений выпрямленных напряжений параллельное соединение мостов производят через уравнительный реактор УР. В результате суммарное напряжение на нагрузке будет иметь пульсации, частота которых в 2 раза вьппе частоты пульсаций каждой из схем. В данном случае каждая мостовая схема имеет шесть пульсаций за период, а суммарное напряжение будет иметь 12 пульсаций за период.
Поэтому данную схему иногда называют 12-фазной*. Разность мгновенных напряжений воспринимается уравнительным реактором, две обмотки которого расположены на одном маг- е В этом смысле, т. е. имея в виду весло нульсаннй за период. трехфазную мостовую схему иногда называют б-фазной. 72 нитопроводе. Мгновенные значения выпрямленного напряжения можно записать в виде и,=и„— и /2=ияз+и /2, (2.78) где и — мгновенное значение напряжения на уравнительном реакторе.
На рис. 2.23 представлены диаграммы токов (при гоТз=со для 12-фазных схем, из которых видно, что ток, потребляе и из питающей сети, имеет форму, которая ближе к сн оиде (показана тонкой линией), чем у однотрансформаторнрй схемы. Следует отметить, что для нормального функционирования схемы необходимо выбирать коэффициенты трансформации трансформаторов Тр, и Тр, такими, чтобы средние значения напряжений Узз и 1/зз были рфвны между собой. На рис. 2.24 представлена двухмостовая схема с последоз вательным соединением двух мостов.
Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке в данном случае будет равно г/з= егы+ ~а (2.79) где Уя, = Узз — средние значения напряжения на выходе каждого моста. Принцип образования 12-фазной схемы выпрямления здесь также основан на использовании трансформаторов с разными схемами соединения обмоток. Схемы 18- и 24-фазные на практике обычно получают путем параллельного соединения трех н четырех мостов. 2.2.6.
ГАРМОНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ПЕРВИЧНЫХ ТОКОВ В СХЕМАХ ВЫПРЯМЛЕНИЯ Выпрямленное напряжение (см. й 2.1) можно представить в виде суммы двух составляющих: постоянной, т. е. среднего значения ~У„и переменной и, представляющей собой переменное напряжение несинусоиддльной формы. Несинусоидальное напряжение в свою очередь можно представить в виде суммы гармонических (синусондальных) напряжений и = ~~> У ап(лтазг+Э„), (2.80) «в Г где и — номер высшей гармоники; т — число пульсаций в выпрямленном напряжении за один период переменного напряжения питающей сетя; в — угловая частота напряжения питающей сети; У вЂ” амплитуда н-й гармоники; 8,— начальная фаза и-й гармоники.
Из (2.80) видно„что частоту составляющих выпрямленного напряжения можно записать в виде /„=л/г =тлГ, (2.81) 73 где à — частота напряжения питающей с .н; 7;=т7 — частота первой гармоники пульсации. Например,- при частоте питающей сети 1=50 Гц частота первой гармоники пульсации (п=1) будет иметь следующие значения: а) 100 Гц для однофазной мостовой схемы (т=2); б) 150 Гц для трехфазнбй схемы с нулевым выводом (т= 3); в) 300 Гц для трехфазной мостовой схемы (т=б). Амплитуда п-й гармоники напряжения для схем, работающих с углом управления а=О, определяется по формуле (101 (1 (7 2~( 2 2 1) (2.82) Согласно (2.82) самое большое значение имеет амплитуда первой гармоники (п = 1), а остальные убывают обратно пропорционально квадрату порядкового номера гармонической составляющей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
