Устройства с однократным преобразованием частоты

На рис. 6.14 представлена принципиальная схема электроснабжения с про­стейшим нулевым двухфазным симметричным компенсированным преобразо­вателем (СКП).

Сеть переменного тока с напряжением и и током / замещена синусоидаль­ной ЭДС е и внутренним индуктивным сопротивлением x_s. Цепь постоянно­го тока с напряжением u_d и током i_d содержит активное R_d, индуктивное x_d со­противления и ЭДС e_d. В СКП включен преобразовательный трансформатор с сетевой (первичной со,) и двумя равными вентильными (вторичными со₂ и со₃) обмотками, две группы встречно включенных тиристоров (Г, 1" и 2', 2") и устройство одноступенчатой искусственной коммутации вентилей в виде двухфазного уравнительного реактора, зашунтированного конденсаторной ба­тареей. В сопротивлениях x_v x₂ и х₃ учтены магнитные потоки рассеяния трансформатора. Частным случаем СЭС по схеме на рис. 6.14 можно считать систему с симметричным некомпенсированным преобразователем (СНП), в котором отсутствует компенсирующее устройство.

Рис. 6.14. Принципиальная схема СЭС с двухфазным симметричным компенсированным преоб­разователем

Такие СКП и СНП могут работать во всех четырех квадрантах в коорди­натах средних значений u_d и i_d, обозначаемых соответственно U_dwl_dw назы-

Глава 6 Энергосберегающая энергетическая эаектроника

,, Рис. 6.15. Квадранты режимов работы преобразователей

IV

I ваемых выпрямленными напряжением и током (рис.

III

„ j 6.15). В I и II квадрантах при положительном направле-
. нии тока I_d работают тиристоры Г и 2', тиристоры 1" и

2" заперты из-за отсутствия управляющих импульсов на управляющих электродах. В III и VI квадрантах при от­рицательном направлении тока I_d работают тиристоры 1" и 2", тиристоры Г и 2' заперты системой управления.

На рис. 6.16 приведены рассчитанные на ЭВМ временные диаграммы про­цессов в СЭС с работой СКП в первом квадранте. В этом режиме требуются только тиристоры Г и 2'. Тиристоры Г и 2' и вентильные обмотки со₂ и со₃ попеременно проводят токи /, и /₂. При обычном для мощных преобразовате­лей допущении x_d = оо, когда i_d = I_d, на интервалах одиночной работы тирис­торов (межкоммутационные интервалы) токи /, и /₂ неизменны и равны I_d. В коммутационных интервалах (углы коммутации у) выходящий из работы вен­тиль передает ток вступающему в работу вентилю. Плечи реактора компенси­рующего устройства в любой момент времени обтекаются половиной тока I_d. В результате ток в конденсаторной батарее имеет знакопеременный характер и амплитуду 0,5/_rf. Напряжение и_с также знакопеременно, причем полярность его такова, что оно, по сравнению с СНП, снижает потенциал вступающего в работу, катода и повышает потенциал катода выходящего из работы вентиля. Поэтому напряжение на тиристорах (рис. 6.16, г) становится положительным в момент Э = а - а_т, т. е. раньше точки перехода коммутирующей ЭДС трансформатора е_к, осуществляющей коммутацию вентилей в СНП. Угол включения вентилей а в СКП, в отличие от СНП, может быть не только по­ложительным, но и отрицательным. Угол тиристорного управления а_т при работе СКП в первом квадранте не превышает 90 эл. град. Напряжение u_d, в отличие от СНП, формируется не только ЭДС вторичных обмоток трансфор­матора, но и половиной напряжения и_с. Выпрямленное напряжение должно быть больше среднего значения ЭДС e_d(U_d > E_d). Ток сети /', определяемый разностью токов /, и /₂, приведенных к сетевой обмотке, изменяется на ком­мутационных интервалах. Напряжение и в точке подключения СКП за счет падения напряжения на сопротивлении x_s в этих интервалах отличается от си­нусоидальной ЭДС сети.

Тиристоры Г и 2' представляют собой одну коммутирующую группу вен­тилей с числом фаз т = 2. В многофазных преобразователях т > 3. Коммути­рующие группы к цепи постоянного тока можно соединять последовательно и параллельно. Число последовательно (параллельно) соединенных коммути­рующих групп обозначим величиной Л,(/г₂), а коэффициент связи между ли­нейной и фазной ЭДС трансформатора группы — к_лф.

Следует заметить, что приведенные временные диаграммы и последующие характеристики СЭС представлены в относительных величинах. При этом в качестве базисных приняты: ЭДС холостого хода на зажимах постоянного то-

6.3. Устройства с однократным преобразованием частоты 237

«; /10

о

X н О

Дата добавления: 2015-07-17