promel (967628), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Однако такой режим не характерен для выпрями средней и большой мощности: потребляемый ими ток, как была: казано, несинусоидален, а его первая гармоника сдвинута относите но синусоиды переменного напряжения сети. Наличие фазового с га свидетельствует о том, что выпрямитель потребляет от сет ' мимо актионой мощности, равной (1„!ю также реаюпиенрро мощное Потребление реактивной мощности й наличие в кривой тока высш гармонических приводят к увеличению действующего значения сети и росту потерь при передаче энергии к выпрямительной устано Указанное явление характеризуется к о э ф ф и ц и е н т' м о щ н о с т и выпрямителя Х = Р,15и где Р, — активная мощность, потребляемая выпрямителем Р1 = (1111п1 соз Ф 1/ 2, а а 5, = (1, '~/1„п + 1„,, + " + 1; и, (6.
Без учета потерь энергии в выпрямителе активная мощность на мощности, отдаваемой в нагрузку, т. е. Р, = (/а1„. Подстановка выражений (6.59), (6.60) в (6.58) дает Х вЂ” — ясозгр, ( ), „, сох т 1/ з г(п~ + ~~~а~ + . т г1ы~ где й — коэффициент искажения формы к вой потребляемого тока; сов~а — коэффи ци' сдвига первой гармоники тока. Как известно из З 6.2 — 6.5, угол сдвига гр первой гармоники,. требляемого тока относительно напряжения питания зависит от управления сс и угла коммутации Т и при 5„ -~-со Фжа+ (12.
( Иными словами, для всех схем выпрямителей (кроме выпрями с нулевым диодом и Мостовых несимметричных выпрямителей) ко фициент сдвига 5; — полная мощность, потребляемая от сети переменного ток'* равная произведению действующих значений напряжения (1, и 'т4й 1ь т. е, 5, = (1,1ь С учетом гармонических тока 1, = )/ 1цц + 1Пз + . + 1„ соз гр = соз(я + т/2).
(6.63) Сортношение (6.63) использовано для построения семейства крик на рис. 6.22, характеризующих зависимость коэффициента сдви„а от/угла управления а и угла коммутации у. Согласно кривым, коэффициент сдвига уменьшается с ростом углов и и у. При а = 0 значе„„я йоз ф соответствуют неуправляемым выпрямителям. Коэффициент искажения /г в формуле (6,61) зависит от схемы выпрямителя и пр (и арактера нагрузки, поскольку, как по- /п казано в 2 6.6, от этих факторов зависят пп д=п а мплитуды, а также действующие значе- пп Ш' аия гармонических в кривой тока /ь п,у Как указывалось в 2 6.6, процессы коммутации слабо сказываются на величине амплитуды гаРмонических тока (ы Поэтому для подсчета коэффициента й однофазПгу иых выпрямителей (с нулевым выводом и йг мостового) при /.„-яоо можно воспользоваться кРивой /„приведенной на рис.
' и 6.21, б или в. Действующее значение первой гармоники тока согласно выражению 4/, (6,5! ) равно:, а действующее зиаяп Рг2 венке самой кривой, характеризующее знаменатель выражения (6.61), составляет /я/и, в связи с чем для однофазных выпрямителей (с нулевым выводом и мостового) имеем: /г = 2 )'2 /к =- 0,9, (6.64) Рис. 6.22, Кривые аависимости коэффициента сдвига от угла управления а и угла коммутации у управляемыд выпрямителей Х = соз(а+,/2) = 0,9соз(а+ !/2). 2г 2 (6.65) С учетом масштабного коэффициента 0,9 кривые, приведенные на Рис.
6.22 характеризуют коэффициент мощности д однофазных выпрямителей. Аналогично, для трехфазной мостовой схемы без учета явления коммутации коэффициент /г можно подсчитать с помощью кривой гы "Р"зеленной на рис. 6.21, д или е. Действующее значение первой гар- 2 РгГ (л "о"ики тока находят по формуле (6.57): /ши = ' л, адействуюяп)Г2 а(ее значение полного тока — по соотношению (6.28): бюб — ( /,„/пеЮ = т //— ./б (6.66) Коэффициент искажения я и коэффициент модности для трехфаз- о мостового выпрямителя составляют: 35! й =- 3/ч =- 0,955, ~ = (3(в) сов(а+ (/2) = 0 955 сов(к+ (/2).
С учетом коэффициента 0,955 кривые рис. 6.22 определяют фициент мощности трехфазного мостового выпрямителя. При ох ковых параметрах нагрузки и том же угле управления а его коЗ циент мощности на 5,54 выше, чем у однофазных выпрямителе), Регулирование управляемых выпрямителей с целью уменьшу напряжения Уа (возрастание угла и) приводит к снижению их к' фициента мощности, что сказывается на загрузке питающей сети '„ активным током индуктивного характера. Для улучшения каче ' потребляемой энергии от сети при использовании управляемых ' прямителей средней и болыпой мощности принимают меры по пенсации их отрицательного воздействия на питающую сеть.
этого к сети, питающей управляемый выпрямитель, подключают гй раторы реактивной мощности, например синхронные компенса или конденсаторы. С этой точки зрения применение сетевых фи ров, предназначенных для исключения из питающей сети высших,' монических тока, благоприятно сказывается и на повышении рез. тирующего коэффициента мощности выпрямительной установки, Важным направлением в повышении результирующего коз ' циента мощности питающей сети является применение компеисацн' ных преобразователей, в частности выпрямителей с искусственной 'о' мутацией тока. В таких выпрямителях коммутацию токов вентил осуществляют не с отставанием, а с опережением относительно то1(е их естественного отпирания, в связи с чем потребляемый ток з имеет не отстающий, а опережающий характер.
Коэффициент полезного действия (к. п. выпрямителя характеризуется отношением активной мощности, . даваемой в нагрузку, к полной активной мощности, потребляе, выпрямительной установкой от питающей сети, При идеальном живании выпрямленного тока к. п. д. выпрямителя определяют'. соотношения (6 П = РаЦР„+ ХЛР), где Х ЛР— суммарная мощность потерь выпрямителя. Активная мощность потерь складывается из следующих состав '.
щих: потерь а вентилях ЛР„силовом трансформаторе ЛР,р, сглажи „ щем дросселе ЛР„„, делителях напряжения и тока (если такие пр. няются), а также во вспомогательных устройствах (системах уп ления, сигнализации, охлаждения). Общий расход мощности на во могательные нужды выпрямителя обычно составляет 0,5 — 3% от Потери в вентилях ЛР, складываются из потерь при их перек чении и потерь от протекания прямого тока. При работе на ча 50 Гц потери при переключении можно не учитывать. В резуль можно записать ЛР, = т,ЛУ 1„.
~' тр й) е + ~~ и е ЛРе — потери в стали трансформатора; бРи — потери в меди трансФОРматоРа, Потери мощности в сглаживающем дросселе определяются главным образом активным сопротивлением его обмотки: йР (гП (6.70) Коэффициент полезного действия выпрямительной установки часто представляют в виде произведения к. п. д. трансформатора г),р „к, п. д. выпрямительной части схемы П, е Второй сомножитель без Уз~та потерь во вспомогательных устройствах и ЬР примерно равен к, и. д. используемых вентилей: Ч.,. = Ч, =(У,(((У, + Ли,).
(6.7!) Величина ЛП, диодов и тиристоров с изменением режима работы изменяется незначительно и в зависимости от их типа составляет: 0,3 — 0,6 В для германиевых диодов, 0,8 — 1,2 В для кремниевых диодов и 0,6 — 1,5 В для тиристоров. Поэтому к. п, д. вентилей с повынгением напряжения (У„ возрастает, приближаясь к значению, близ. кому к единице, и оказывает относительно меньшее влияние на общий к. и.
д. выпрямительиой установки, чем, в частности, к. п. д. трансформатора г( р. й 8.8. ИИВЕРТОРЫ, ВЕЗОМЫЕ СЕТЬЮ Переход от режима выярямления к режиму инвертирования И н в е р т и р о в а н и е м называют процесс преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока. Инверторы, ведомые сетью, осуществляют такое преобразование с передачей энер- гии в сеть переменного тока, т. е. решают задачу, обратную выпрям- лению, Ведомые инверторы выполняют по тем же схемам, что и '(ы Управляемые выпрямители. На Рис.
6.23 приведена двухполуиериодная схема однофазного едомого инвертора с нулевым ! х ' ~ г +(-) аг1 выводом трансформатора, В ка- 1! г Е гг мге честве источника инвертируе- ~гаг -(+) мой энергии принята машина "остоянного тока М, работаю-г+) Шан в режиме генератора. Ин. дуктивность ц осуществляет Гаг Рнс. 6.23. Схема однофааного ведо. мого ннвертора с нулевым выводом сглаживание входного тока инвертора, а реактивные сопротив к„- и две учитывают индуктивности рассеяния обмоток трансфо' тора и индуктивности питающей сети, Прежде чем перейти к рассмотрению электромагнитных про- сов и характеристик ведомого инвертора, укажем основные пол ния, отличающие режим инвертирования от режима выпрямив' При выпрямлении источником энергии (генератором) явля" сеть переменного тока.
Поэтому при и = О кривая тока вь потребл мого от сети, совпадает по фазе с напряжением питания и,. При (: =со и хе1 = х„е = О форма тока г'„близка к прямоуголь', (рис. 6.24, а). Тиристор ! открыт при положительной полярности пряжения и... а тиристор 2 — при положительной полярности ' пряжения и, е (рис.
6.24, б). Маш ' постоянного тока в схеме рис. 6.23; ботает в режиме двигателя с потреблен, энергии от сети. К машине прилож' напряжение У с полярностью, указан", на рис. 6.23 в скобках. При работе схемы в режиме инвер рования машина постоянного тока яв,, ется генератором электрической энерг а сеть переменного тока — ее потреби' лем. В условиях сохранения в схеме же направлений токов (ам )вв " 'в определяется наличием тиристоров) ге раторному режиму работы машины б ' отвечать полярность напряжения Е„, у ванная на рис. 6.23 без скобок.
Измен а! ) ( сс=м)' аг и)1 иьб ~ а„тг а) г ! ) ))з Рис. 6.2о Кривые нвпрнжения и тока питающей сети (а), в также последовательность рвботы тиристоров ведомого нннертора с учетом угла опережении Р (б) Рис. 6.24. Кривые нвпркженнн и тока пнтвющей сети, в также последоввтельпость работы тиристоров в управлкемом выпрнмителе (а, б) и в ведомом инверторе (в, г) постоянного тома является иим из условии перевода даннои схемы в режим инвертирования. „дии Показателем потребления энергии сетью служит фазовыи сдвиг )60' тока лл относительно напряжения ил (рис. 6.24, в).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
