Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 50

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

Текст из файла (страница 50)

При размещении выпрямительных агрегатов непосредственно на подвижном составе обычно к контактной сети подводится однофазное переменное напряжение, которое поступает на вход выпрямительных агрегатов. Последние выполняются в этом случае по однофазной мостовой схеме или по схеме со средней точкой. Следует отметить, что в целях повышения коэффициента мощности в выпрямителе для транспортного электропривода обычно используют комбинированный способ регулирования выходного напряжения: переключение отводов входного трансформатора с одновременным фазовым управлением (см.

З 2.3). Перспективной областью применения мощных выпрямителей являются линии передачи электроэнергии постоянным током высокого напряжения. Они обладают рядом преимуществ перед линиями переменного тока. Основным преимуществом является возможность передачи электроэнергии на большие расстояния, что технически трудно осуществимо на переменном токе. Выпрямители для линий электропередачи выполняются на основе тирнсторных высоковольтных блоков. Эти блоки представляют собой набор последовательно-параллельно соединенных тиристоров, объединенных по секциям в отдельные модули.

На основе таких модулей можно создавать выпрямители на напряжения свыше 100 кВ и токи свыше 1000 А. Постоянный ток широко используется также в электрометаллургии и электрохимии для электролиза цветных металлов и различных химических элементов, управления технологическими процессами, электрической обработки металлов и др. Выпрямители„используемые в этих отраслях промышленности, обычно имеют широкий диапазон регулирования выходного напряжения с существенно различными номинальными значениями от нескольких вольт до десятков киловольт. Например, для питания плазмотронов на предприятиях цветной металлургии и химической промышленности используются высоковольтные выпрямители с регулированием выходного напряжения от нуля до номинального значения, равного 8 кВ или 14 кВ в зависимости от типа исполнения.

Для питания гальванических ванн используются выпрямители с напряжением от 3 до 12 В и номинальными токами от сотен до нескольких тысяч ампер. Спецификой выпрямительных агрегатов для гальванотехники является низкое значение выходного напряжения при больших токах. Поэтому они обычно выполняются по схемам со средней точкой. Управляемые выпрямители находят широкое применение для питания электросварочных агрегатов. Особенностью этих 256 выпрямителей является крутопадающий характер внешней характеристики (зависимости выходного напряжения от нагрузки).

Кроме того, выпрямители для сварочных агрегатов должны обеспечивать регулирование выходных параметров в широком диапазоне, что позволяет поддерживать горение электрической дуги в заданном режиме. При использовании мощных выпрямителей следует учитывать то, что они являются источниками высших гармоник тока в сеть и вызывают искажение сетевого напряжения. Особенно явно это проявляется при питании выпрямителя от первичного источника соизмеримой мощности.

Кроме того, при глубоком регулировании угла управления а существенно ухудшается коэффициент мощности сову выпрямителя. Наиболее эффективным способом устранения этих недостатков управляемых выпрямителей является использование схем с модуляцией на повышенной частоте первичных токов по синусоидальному закону с опережающим углом управления а. Для этого необходимо осуществлять принудительную коммутацию тиристоров.

Перспективной элементной базой для реализации указанных принципов являются запираемые тиристоры. Выпрямительные агрегаты широко используются для питания систем возбуждения различных генераторов. Например, для систем возбуждения турбогенераторов разработаны выпрямительные агрегаты на токи 3000 А и напряжения до 500 В с водяным охлаждением. Агрегаты выполнены на основе трехфазной мостовой схемы выпрямленна. Использование электроэнергии на постоянном токе тесно связано с применением различных типов аккумуляторных батарей. Для заряда их при эксплуатации разработаны специальные вь)прямительные агрегаты, именуемые обычно зарядными устройствами. Большинство типов этих устройств рассчитано на работу со стабилизируемым постоянным током, значение которого плавно илн дискретно устанавливается оператором.

Многие перспективные области техники связаны с применением импульсных накопительных устройств. Например, в лазерных установках используются накопители энергии, которая реализуется в форме мощных кратковременных импульсов. Заряд таких накопительных устройств осуществляется, как правило, от выпрямителей различного схемотехнического исполнения. Очень широко используются выпрямители в качестве отдельных промежуточных звеньев других видов преобразователей, например преобразователей частоты, преобразователей постоянного тока в постоянный и др.

Инверторы, ведомые сетью (зависимые), находят основное применение в системах электропередачи. Так, например, для передачи электроэнергии из одной энергосистемы в другую, обладающих значительным различием параметров; в частности 257 по стабильности или номинцльным значениям частот, используются так называемые вставки, представляющие собой высоковольтные выпрямительно-инверторные подстанции. На этих подстанциях переменное напряжение одной энергосистемы выпрямляется и в виде постоянного тока подается на зависимый инвертор, осуществляющий передачу электроэнергии постоянного тока в электроэнергию переменного тока другой энергосистемы. Обычно такие преобразователи являются реверсивными в том смысле, что каждый из них может работать как в выпрямительном, так и инверторном режимах, изменяя направление потока электроэнергии.

При этом качество и частота переменного напряжения энергосистем могут существенно различаться. Такие преобразователи используются в системах электропередачи на постоянном токе. Преобразователи, работающие как в выпрямительном, так и инверторном режимах, а в общем случае во всех четырех квадрантах (см. рис. 3.3), рационально использовать в технических системах, где имеет место изменение направления потока электроэнергии между источниками переменного и постоянного тока.

Например, при подготовке аккумуляторных батарей обычно проводится зарядно-разрядный цикл (заряд— разряд — заряд) батареи. Для этой цели эффективно может быть использовано зарядно-разрядное устройство, в основе которого лежит схема преобразователя, работающего в выпрямительном и инверторном режимах. При заряде постоянный ток поступает от преобразователя, работающего в выпрями- тельном режиме, в батарею, а при разряде энергия, запасенная в батарее, передается в сеть через преобразователь, который переходит в инверторный режим. Инверторный режим работы преобразователей широко используется в транспортном электроприводе, для обеспечения рекуперации энергии в сеть и при торможении двигателя. Автономные инверторы находят основное применение в агрегатах бесперебойного питания (АБП), обеспечивающих электропитание переменным током ответственных потребителей.

Примерами таких потребителей являются: а) технические средства связи; б) комплексы автоматического управления сложными технологическими процессами в металлургии, нефтяной и газовой промышленности и др.; в) системы с ЭВМ, предназначенные для обработки, хранения и распределения информации; г) системы аварийного освещения, контроля и защиты различных объектов (атомных электростанций, промпредприятий, медицинских учреждений и др.). 258 Рис.

6.2. Структурные схемы агрегатов бесперебойного питания Указанные потребители в зависимости от технических и других требований допускают перерыв н электроснабжении на очень короткое время (от долей секунды до десятков секунд) или в некоторых случаях совсем не допускают его. Источником энергии на время перерыва электроснабжения (до запуска резервных электростанций) являются накопители различного рода. В системах бесперебойного питания в качестве накопителей чаще всего используются аккумуляторные батареи или злектрохимические источники постоянного тока.

Для передачи электроэнергии этих источников потребителям переменного тока широко используются автономные инверторы. На рис. 6.2 представлено несколько упрощенных структурных схем кАБП, содержащих автономные инверторы. Согласно структуре, изображенной на рис. 6.2, а, нагрузка Н получает питание непосредственно от энергосети или резервной электростанции через контактор К,. При отключении сетевого напряжения в течение времени, необходимого для запуска резервной электростанции, нагрузка получает питание от автономного инвертора И через контактор К,. Первичным источником электроэнергии в этом режиме является аккумуляторная батарея АБ. Восполнение энергии АБ осуществляется зарядным устройством ЗУ. Время перерыва в электропитании потребителей при такой сгруктуре определяется временами срабатывания контакторов Кг и К,.

На рис. 6.2, 6 представлена структура АБП, обеспечивающая безразрывность кривой выходного напряжения на шинах нагрузки при переходе с сети на резервную электростанцию и обратно. При такой структуре нагрузка постоянно получает питание с выхода автономного инвертора. На вход инвертора поступает 259 питание либо от выпрямителя В (при наличии напряжения на сетевом вводе), либо от аккумуляторной батареи АВ 1при исчезновении напряжения да сетевом вводе).

В зависимости от типа используемого в АБП инвертора выпрямитель может быть управляемым илн неуйравляемым. Для проведения регламентных и ремонтных работ АБП часто предусматривают так называемую обходную сеть с контактором К„к которой на этот период времени подключается нагрузка Н (рис. б.2, в). Для обеспечения безразрывного перехода с инвертора на сеть необходимо производить синхронизацию сетевого и инверторного напряжений. Обходная сеть может одновременно выполнять функции резервного источника электроэнергии.

Характеристики

Список файлов книги