Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 20

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 20)

Поэтому необходимы специальные меры по уменьшению содержания высших гармоник в сетевом напряжении и снижению значения коэффициента !сеп. Искажения сетевого напряжения от работы выпрямительных установок возникают в основном за счет падений напряжений на внутренних сопротивлениях сети, питающей эти установки (сопротивления генераторов, трансформаторов и др.). Рас- ° смотрим подробнее влияние соотношения мощностей источника и выпрямителя на коэффициент 7ссп. Выпрямитель в электрической системе обычно рассматривают как генератор гармоник тока. В этом случае он может быть представлен эквивалентной схемой замещения в виде .

источника тока различных гармоник. На рис. 2.36 выпрямитель замешен источником тока )„к (суммарный ток всех гармоник) и внутренним активным сопротивлением г,„. Нагрузкой является эквивалентное входное сопротивление питающей сети л.,„=г,+балх„ реактивная составляющая которого зависит от частоты.

Согласно схеме замещения ток и-й гармоники в питающей сети может быть определен в виде глг à — » Алк ! гяи !! ~ел 1 ! Рис 2 Зй Схема замен!ения выпРямителя и питаюлзей сети лля опРелеления козффипиента гаРмоник по напряпению !сю Рис 2 37 Резонанснын фильтР аыпРямитела Соответственно напряжение на сопротивлении сети от каждой и-й гармоники тока выпрямителя будет равно г»» 1г, + !их,) с»»»»»»Е г „+г +!их (2.148) Суммарное напряжение от высших гармоник в сети можно определить, используя принцип наложения, предварительно 3 рассчитав по (2.148) напряжение от каждой гармоники тока. ная содержание высших гармоник в напряжении питающей сети, можно рассчитать )с„п по 12.146).

В большинстве случаев расчет ведется для гармоник не выше и»» 13, так как амплитуды токов и напряжений более высоких порядков относительно невелики, а эквивалентное сопротивление питающей сети существенно уменьшается за счет влияния емкостей кабеля и другого оборудования. Одним г!!з основных средств снижения влияния высших гармоническйх на сеть является подключение мощных выпрямителей к отдельным секциям шин, питающихся через понижающий трансформатор. Тогда влияние выпрямителей на других потребителей будет сказываться только на стороне высокого напряжения, где уровень высших гармонических будет значительно снижен. Большое значение для снижения уровня высших гармонических имеет применение схем выпрямления с пониженным потреблением реактивной мощности (см.

й 2.4). Существенно уменьшаются высшие гархтоники первичного тока при выполнении выпрямителя по многофазной схеме (см. й 2.2). Существует способ подавления гармонических составляющих, основанный на добавлении в специальную обмотку трансформатора высших гармоник тока, но находящихся В в противофазе с токами высших гармоник выпрямителя. результате ток в сети становится синусоидальным и не вызывает искажений сетевого напряжения. В качестве источников токов высших гармоник используют устройства, содержащие генератор высших гармоник с усилителем.

!О! Снижение гармонических составляющих токов и напряжений может быть обеспечено с помощью резонансных ЬС-фильтров, настроенных на основной ряд гармоник, присутствующих в токах выпрямителя (рис. 2.37). Приближенно параметры каждой резонансной ветви фильтра могут быть рассчитаны по формуле лат2Ф вЂ” — 1/пшСФ, (2.149) где л — номер гармоники, на которую настраивается данная резонансная ветвь. Каждая резонансная ветвь фильтра шунтирует соответст- вующ ую гармонику тока, не пропуская ее в сеть. Перспективным способом уменьшения сетевы х искажений я использование выпрямителей с улучшенным гар- является и В ой ток такого нич секим составом входного тока. Вход но выпрямителя содержит в качестве основной составляющ " ей перв ую гармонику, совпадающую по частоте с сетевым по авнению напря жением, а содержание высших гармоник ср о со- с основнои — м " — мало.

Подобное улучшение гармоническог ши отно- става может быть получено за счет, например, шир й мо уляции входного тока по сннусоидальн у ом им пульс пои м у ность этого закону на повышенной частоте. Рассмотрим сущ способа на примере схемы мостового однофазного выпрями- теля на запираемых тирисгорах Ю,— Ю, и имеющего входной Е. С ( ис. 2.38, а). При этом примем общепринятые допущения, включающие в себя условие Ь„= оэ, т. е. иде ую сглаженность выходного тока На рис. 2.38, б, в представлены диаграммы 'изменения се- тевого напряжения (тли и входного тока выпрямителя до фильтра !', ф (1 ) и после фильтра (т',). Диаграммы соответствуют- установившемуся режиму работы выпрямителя.

р я. Запи аемые тиристоры включа ются и выключаются по сигналам системы ок или более правления с повышенной частотой (на порядок или олее упр я ). Так, например, ревышаюшей частоту сетевого напряжени со,). — Ы Р'О Н интервале 0-9 ток з'„ проводят тиристор и входной ток (Ф равен за, на интервале 9, — з р Р— 9 ти исто Ю выключается, а Ю, включается. В результате ток 1Ф ста- . новится равным нулю, так как ток (а м у ф т мин ет фазные входные- цепи, проте екая по .тиристорам Р'5, и Ю„и выпрямительный . мост оказывается как бы отключенным от сети. а включается тирисгор Юь а Ю, выключается и фазный ток опять становится равным (Ф.

При принятом допушении х.„=со' значение этого тока останется таким же, каким оно был на интервале е 0 — 9, Изменяя длительность интервала протека: ния тока зФ по синусоидальному закону, т. е. осуществ модуляцию входного тока по синусоидальному закону, можн снизить содержание высших гармоник во входном токе Ш2 Рис 2,эя гт ь -"- ый выпрямитель на запираемых тири о импульсной модуляцией очень малых значений, легко подавляемых фильтром Ь С . В результате модуляции сетевои ток 1, становится близким Ф Ф по форме к синусоидальному с заданной точностью.

Очевидно, что параметры фильтра определяются частотой модуляции и при повышении ее могут стать достаточно малы. Рассмотренный принцип управления позволяет значительно расширить возможности схемы и является наиболее перспеквивным для преобразователей, используемых в автономных системах электроснабжения. шз ГЛАВА ТРЕТЬЯ ИНВЕРТОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ Инвертированием называется процесс преобразования электрической энергии постоянного тока в переменный.

Термин «инвертирование» происходит от латинского слова тревйо — переворачивание, перестановка. Впервые этот термин в преобразовательной технике был применен для обозначения процесса, обратного выпрямлению, при котором поток энергии изменяет свое направление на обратное и поступает от источника постоянного тока в сеть переменного тока. Такой режим был назван в противоположность выпрямительному режиму инверторным, а преобразователь, осуществляющий процесс 'передачи энергии от источника постоянного тока в сеть переменного тока,— инвертором.

Поскольку электрические параметры преобразователя на стороне переменного тока в этом случае полностью определяются параметрами сети, то такой инвертор называют зависимым или ведомым сетью. Исторически термин «инвер тор» в преобразовательной технике распространился на все типы статических преобразователей электрической энергии постоянного тока в переменный. 3.1. ИНВЕРТОРЫ, ВЕДОМЫЕ СЕТЬЮ Принцип действия инвертора, ведомого сетью, рассмотрим на примере простейшей схемы, представленной на рис. 3.1, а. Допустим, что элементы схемы идеальные (см, 0 1,2), а внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи АБ равно нулю.

Если вывод «плюс» батареи АБ соединен с катодом тиристора Р5 (как показано на рис. 3.1, а) штриховой линией, то схема может работать в выпрямитель ком режиме на нагрузку в виде противо-ЭДС (см, 0 2.5). В этом режиме включение тиристора Р5 возможно при условии превышения ЭДС сети, задаваемой аккумуляторной батареей. На рис, 3.1, б представлены диаграммы напряжений и тока, иллюстрирующие работу схемы в выпрямительном режиме. При допущении равенства нулю внутренних сопротивлений источников переменного и постоянного токов можно считать, что их напряжения равны ЭДС, т. е.

в,а — — 1т„и Ел=Ге. При подаче на тиристор управляющего импульса в момент 9=9„определяемый углом управления тх, тиристор включается и из сети в батарею АБ начинает поступать ток !'„. Благодаря сглаживающему реактору Е„ток тл будет плавно изменяться во времени: увеличиваясь, пока и,а> Ул, и уменьшаясь при Ул>и,е. В момент 9, (соответствующий равенству заштрихот04 ванных илотцадей на и е« рис. 3.1, б) ток тл становится \ равным нулю, а тирнстор 1'5 выключается. Протекание через тиристор тока тл на ин- г тервале от 9г до 9т» когда 1эл>и,а, обусловлено накоплен«Ь нием электромагнитной энергии в реакторе Ел. Далее рассмотренные процессы перио« ди чески повторяются, в ре- гг гя.,л зультате чего батарея АБ будет заряжаться выпрямленным е током тл (ток тл направлен 4( навстречу ЭДС Е,).

Характеристики

Список файлов книги