Лекция (855794), страница 11

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

Текст из файла (страница 11)

Для этого режима:U d 12πm αm2 E 2 cos d U d 0 αmππsin  α      sin  α  mm.π2 sinm8.2. Особенности работы полностью управляемого выпрямителя помостовой схемеВсе сказанное выше, включая расчетные соотношения, справедливо идля управляемой трехфазной мостовой схемы выпрямления. Однако, ксистеме управления предъявляются особые требования.iaC B AUакi2i1АТ2Т1е2aТ4iн= idТ3е2bLфUdТ6е2cicТ5RнTРис. 8.5Для схемы рис.8.5 в случае замены диодов D на однооперационныетиристоры T временные диаграммы фазных напряжений и напряжения нанагрузке для некоторого угла управления показаны на рис.8.6,а,б.

Каквидно на диаграммах, на интервале проводимости одного из вентилейодной из групп (катодной или анодной, например Т1) с ним поочереднопроводят ток два вентиля другой из групп: Т4 и Т6. Поэтому чтобы не былосбоев в работе выпрямителя в момент перехода тока с вентиля на вентильв одной из групп вентилей необходимо подтверждать импульсы72управления на проводящий тиристор другой из групп. Иными словами,система управления должна формировать спаренные узкие импульсыуправления с интервалом 60 эл. гр. как показано на рис.8.6,в-з илиae2ae2be2cТ1Т3Т50Т6Т4Т22Т1Т4Т634eacеdcebaecaеcb еabeacUdб0вT10гТ30дТ50е Т40жТ60зТ202=2/6>2/6Рис.5.6одиночные импульсы длительностью более 60º как показано на рис.8.6,гпунктиром.73Лекция 99.1.

Выходные (внешние) характеристики мощных выпрямителейАнализируя работу выпрямителей, были сделаны предположения, чтовсе элементы схемы (трансформатор, диоды, монтажные провода и т.д.)были идеальны (без потерь). Однако, в реальном случае в силу наличияпотерь, напряжение на нагрузке будет меньше расчетных величин. Вмощных выпрямителях токи достаточно велики. Обмотки трансформатораи силовой монтаж выполняются шинами большого сечения, активныесопротивления которых настолько малы, что ими практически можнопренебречь.

На зависимость выходного напряжения от тока нагрузкиосновное влияние оказывают индуктивности рассеяния трансформатора ираспределенные индуктивности сети, питающей трансформатор.Рассмотрим это влияние подробнее.Индуктивность рассеяния трансформатораЭквивалентная схема замещения одной фазы трансформатораприведена на рис. 9.1,а.xs1r1x1s212rI1номAucxаU1кVбРис. 9.1На схеме xs1 и r1 – индуктивное сопротивление рассеяния первичнойобмотки трансформатора и ее омическое сопротивление;x1s2 и r12 – приведенные к первичной обмотке индуктивноесопротивление рассеяния и омическое сопротивление вторичной обмоткитрансформатора;x – индуктивное сопротивление намагничивания трансформатора,которое достаточно велико и не обтекается током нагрузки.Поэтому основная доля потерь напряжения в мощных выпрямителяхложитсянаиндуктивныесопротивлениярассеянияобмотоктрансформатора.Величину индуктивного сопротивления рассеяния определяют изопыта короткого замыкания трансформатора (рис.

9.1,6). Вторичнаяобмотка трансформатора замыкается накоротко, а на первичную обмоткуподают такую величину напряжения (U1к), при котором через первичную74обмотку трансформатора протекает номинальный ток (I1н). Относительнаявеличина напряжения короткого замыкания в процентах приводится впаспорте промышленно выпускаемых трансформаторов.uк %= U1к 100/ U1н, где U1н – номинальное напряжение питания, накоторое рассчитан трансформатор.Тогда xs1+ x1s2= U1к / I1н.Приведенная к вторичной обмотке величина индуктивногосопротивлениярассеяниятрансформатораназываетсяаноднойиндуктивностью (индуктивным сопротивлением) трансформатора.xа = (xs1+ x1s2)/Кт2= uк % U1н /(100 Кт2I1н).Строго говоря, анодная индуктивность должна включать в себя ираспределенную паразитную индуктивность сети.Коммутационные процессы в выпрямителяхКоммутационным процессом (или явлением коммутации) называютпроцесс перехода тока с одного вентиля на другой.i2= iai1АC B A-е2a+Uaк-С+ХXaТ1Е+-е2bXaе2cUdic-+МТ2АТ3TУiн= idLфRнПРАРис.

9.2ВРассмотрим процесс коммутации на примере схемыЛ выпрямителя снулевой точкой трансформатора (рис.9.2).ЕНа схеме в анодной цепи каждого вентиля нарисованапаразитнаяНаноднаяиндуктивность(индуктивное сопротивление рассеяния)Итрансформатора. Временные диаграммы, поясняющиепроцессыкоммутации при угле управления = 0 показаны на (рис.9.3).ЯЕсли xа = 0, то переход тока с одного вентиля на другой происходитмгновенно.

Если xа  0, то ток в цепи с анодной индуктивностью не можетизмениться мгновенно, т.е. требуется некоторое время, чтобы ток одного75вентиля (например, Т1) уменьшился от Id до нуля, а другого (Т2) возрос отнуля до Id (рис.9.3,б,в).Здесь и в дальнейшем будем считать, что индуктивность нагрузки Ldдостаточно велика и ток нагрузки id хорошо сглажен.e2ae2be2cUd 0Uda01idIdбT1T2T30в0г0T1iaIatuaкРис. 9.3.Время одновременного проводящего состояния двух вентилейназывается временем коммутации, а угол, соответствующий этомувремени, называется углом коммутации γ (рис. 9.3,б). Мгновенноезначение напряжения на нагрузке определяется значением фазногонапряжения, подключенного к нагрузке через проводящий вентиль.

Наанодной индуктивности не наводится противоЭДС, так как ток фазы,являющимся током нагрузки, на интервале проводимости вентиля неизменяется. Рассмотрим процесс коммутации в момент временисоответствующему 1 (см. рис. 9.3,а). В этот момент времени ток фазы e2aуменьшается, а ток фазы e2b увеличивается. Знаки противоЭДС,наводимых на анодных индуктивностях, и знаки фазных напряжений длямомента 1 показаны на рис.9.2. Так как на интервале коммутации токипроводят два вентиля, то фазные напряжения e2a и e2b, находятся в режимекороткого замыкания. Разность фазных напряжений e2b - e2aприкладывается к двум анодным индуктивностям. Тогда на каждойанодной индуктивности бует прикладываться напряжение uxa=( e2b - e2a)/2.76Мгновенное значение напряжения на нагрузке на интервалекоммутации определяется алгебраической суммой фазного напряжения инапряжения на xа (uxa).

Так для момента 1:ud = e2a + uxa = e2b - uxa = e2a + ( e2b - e2a)/2 = e2b - ( e2b - e2a)/2 = ( e2b + e2a)/2.Таким образом, мгновенное значение напряжения на нагрузке наинтервале коммутации определяется полусуммой фазных напряжений,участвующих в коммутации (см. рис. 5.13,а). В кривой выходногонапряжения появляются коммутационные вырезки, которые уменьшаютсреднее значение напряжения на нагрузке.U d  U d 0  U x ,где Ud0 – среднее значение напряжения на нагрузке при xа = 0; Ux -среднее значение коммутационных потерь (среднее значениенапряжения на анодных индуктивностях).Форма напряжения на вентиле (рис. 5.13,г) также претерпеваетизменения, так как вентиль проводит ток на интервале λ > 2π/т.Напряжение, наводимое на анодной индуктивности La :didi adiu x  La a  La xa a .dtd(t )dI d mx a1 1  di a1 IudxdxdiТогда U x .2 0 x2 0 a d2 0 a a2mmmТаким образом, уравнение, описывающее внешнюю характеристикумощного выпрямителя, имеет вид:I mxU d  U d 0  U x  U d 0  d a2πdВыходная характеристика неуправляемого выпрямителя показана нарис.9.4.UdUxUd0Ud0Рис.9.4Id77При работе управляемого выпрямителя коммутация начинается вмомент подачи управляющего сигнала на электрод управлениятиритстора.e2be2aa0e2cUd0Ud1idбT1T2T3IdT10iaв0г0IatuaкРис.9.5Все рассмотренные выше процессы справедливы и для этого случая:• на интервале проводимости одного из тиристоров мгновенноезначение напряжения на нагрузке определяется значением фазногонапряжения, подключенного к нагрузке через проводящий вентиль;• на интервале коммутации мгновенное значение напряжения нанагрузке на интервале коммутации определяется полусуммой фазныхнапряжений, участвующих в коммутации.

Форма кривой напряжения нанагрузке и тока нагрузки, тока вентиля и напряжения на вентиле принекотором угле управления α показаны на рис.9.5.Внешняя характеристика управляемого выпрямителя может бытьпредставлена в следующем виде:U d  U d 0 cos  I d mxa278Или в относительных единицах: U d* U dUd 0 cos  I d mxa.2Для управляемого выпрямителя получаем не одну внешнююхарактеристику, а целое семейство характеристик, зависящих от углауправления α.

На рис. 9.6 представлены совмещенные выходные ирегулировочные характеристики. Как рассматривалось выше, в области*Ud =Ud/ Ud0(mxaId)/211= 02  033 220,54  356/2/3/6Id0Рис. 9.6больших углов управления и (или) малых токов нагрузки возникает режимпрерывистого тока нагрузки. В кривой выходного напряжения исчезаютотрицательные площадки и возникают паузы. В результате среднеезначение выходного напряжения несколько растет.

Это хорошо видно навнешних характеристиках в режиме малых токов.Уравнение внешней характеристики удобно выражать не через xа, аиспользовать полученное соотношение, в котором xа выражено черезнапряжение короткого замыкания трансформатора uк %.. Тогда уравнениевнешней характеристики можно записать в виде:I mxI d muk %U н.U d*  cosα  d a  cos 2π2πU d 0100К Т I1нКак было установлено раннее, номинальные значения первичных токови напряжений в выпрямителях однозначно связаны со среднимизначениями токов и напряжений на выходе схемы:aIbUU d 0  1н . .I1н  dн ,КТКТb  0.9 ,a 1.11Так при m = 22 279при m = 3при m = 6232a3ab  1.17 ,b  2.34 .Подставляя соответствующие коэффициенты в уравнение внешнейхарактеристики, получаем:m uk % I d,2ab 100 I нImгде A ,I d*  d .2abI dнКоэффициент А, определяющий спад выходной характеристики вотносительных единицах зависит от схемы выпрямления и для трехфазнойнулевой составляет 0,87, а для трехфазной мостовой и схемы суравнительнымреакторомА=0,5.Внешняя характеристикауправляемого выпрямителя в относительных единицах показана на рис.9.7.*Ud =Ud/ Ud0(Auk%)/100%Uxmax=2sin(/m)*U  cos  1e2a1 = 02  02/m3  20,5e2bE42a5-60аId *б32Рис.

Характеристики

Список файлов лекций