Згзгзгзг

БК

УР

А

+

С 1 БК

п	Т
1 1
	j
14 3 6 згзпп	5 2 гни;;

З

1 1 1бк

Ни

4

К|

2

а

в

Рис. 6.21. Принципиальные схемы шестифазных СКП:

а — нулевого с уравнительным реактором; б — нулевого с дополнительным стержнем в магнито-

проводе трансформатора; в — мостового

6.3. Устройства с однократным преобразованием частоты

В схеме б этот же эффект реализуется в результате наведения выравнивающих напряжений непосредственно в обмотках трансформатора, что обеспечивает­ся созданием пути для магнитного потока тройной частоты благодаря нали­чию дополнительного стержня трансформатора. В схеме в коммутирующие группы соединены последовательно.

Наличие в коммутирующей группе трех вентилей сокращает продолжи­тельность вентильного тока до 120 эл. град, (при допущении о мгновенной коммутации вентилей). Поэтому в отличие от рис. 6.16 временные диаграммы токов питающей сети и конденсаторов содержат участки с нулевым током и неизменным напряжением на конденсаторах. При указанной длительности в вентильном токе и соответственно во всех ветвях системы отсутствуют гармо­ники, кратные трем. В сетевом токе теперь содержатся лишь 1, 5, 7, 11, 13-я и подобные гармоники, коэффициенты несинусоидальности уменьшаются.

Каждая коммутирующая группа в отличие от двухфазного СКП создает три пульсации в напряжении на нагрузке. Во всех схемах коммутирующие группы включены на противофазные системы трехфазных напряжений. В результате на кривой выпрямленного напряжения отражен шестипульсный режим, а в спектре этого напряжения остаются лишь гармоники, кратные шести.

Представленные соотношения могут быть использованы и для расчета приведенных СЭС с шестифазными СКП, если принять vj/ = 2я/3, т = 3, к_лф = \3, для схем а и 6 (см. рис. 6.21) — А, = 1, А₂ = 2, а для схемы в — А, = 2, А₂ = 1. При этом следует иметь в виду, что в правой части выражения (6.23) множитель 2 необходимо заменить на 2/3. Внешние и энергетические харак­теристики с шестифазными СКВ и СНВ, за исключением спектров и коэф­фициентов несинусоидальности, в основном режиме работы преобразователей качественно подобны приведенным для двухфазного СКВ. С целью повыше­ния эффективности использования конденсаторов при сохранении той же длительности вентильного тока в шестифазных СКП возможно включение конденсаторной батареи на двойную частоту.

Широкое применение в системах электроснабжения установок электротех­нологии и транспорта нашли двенадцатифазные выпрямительные агрегаты. Для перевода их в компенсированный режим работы с целью резкого сниже­ния установленной мощности компенсирующих устройств КУ была предло­жена схема с фильтрацией в коммутирующие конденсаторы пятых и седьмых гармоник токов преобразовательных блоков. Принципиальные однолинейные схемы трех вариантов таких преобразователей представлены на рис. 6.22.

Временные диаграммы при мгновенной коммутации вентилей СКП пока­заны на рис. 6.22, г. Ток питающей сети, существенно приближенный к си­нусоиде, равен сумме сетевых токов шестифазных блоков, а ток конденсатор­ной батареи — их разности. Напряжения на конденсаторах преимущественно создаются пятыми и седьмыми гармониками токов блоков. Важным достоин­ством описываемых СКП является возможность включения КУ практически в любую точку системы электроснабжения. При низких напряжениях и боль­ших токах КУ целесообразно включать со стороны сетевых обмоток транс-

244 Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника

ГЛ ГА ₊

ВМ1

ВМ2

в

pJ| [Щ ₊ -%?

k/h" /'^sl

I_d(2/^-\2)h₂n 1_Л(\-\1<У)2к_гп г

Рис. 6.22. Принципиальные схемы и временные диаграммы двенадцатифазных СКП: а — схема с КУ на стороне ВН трансформатора; б — схема с КУ на стороне СН трансформатора; в — схема с КУ на стороне НН трансформатора; г — временные диаграммы токов и напряжения на конденсаторах

форматора (а), при обратном соотношении токов и напряжений — со сторо­ны вентильных обмоток (б), при любых токах и напряжениях возможно вклю­чение КУ на среднем напряжении (в). КУ имеют ряд дополнительных пре­имуществ, среди которых жесткое равномерное распределение постоянной составляющей выпрямленного тока между параллельно работающими шести-фазными блоками и удвоение фазности преобразования при одновременной работе СКП и СНП.

Для наиболее мощных потребителей постоянного тока, например мощных электролизных серий алюминия, цинка и др., следует применять двадцатиче-

6.3. Устройства с однократным преобразованием частоты

тырехфазные (и более) выпрямительные агрегаты. Схемных решений таких агрегатов много. Одна из принципиальных схем двадцатичетырехфазного компенсированного агрегата с регулированием от головного трансформатора приведена на рис. 6.23.

Сетевые обмотки шестифазных блоков соединены в звезду, треугольник и два треугольника с различным продолжением их сторон. Агрегат, кроме более улучшенных спектров выпрямленного напряжения и сетевого тока, имеет ис­ключительную симметрию по распределению постоянной составляющей тока, что обеспечивается равенством схем соединения вентильных обмоток, указан­ным выше способом при работе каждого из КУ в двенадцатифазных блоках и подбором емкостей в КУ1 и КУ2. В основном режиме работы характеристи­ки СКП, представленные на рис. 6.21 и 6.22, составлены с учетом схемного параметра

\|/ = n(2-VJ)/3. (6.25)

Рис. 6.23. Принципиальная схема двадцатичетырехфазного СКП

Зависимости на рис. 6.19 показывают, что процесс управления выпрямите­лем снижает энергетические показатели. С целью энергосбережения фазовое управление выпрямителями следует или исключать полностью (где это воз­можно), или применять специальные способы регулирования выпрямленного напряжения. К их числу следует отнести комбинированные способы (сочета­ние дискретного трансформаторного и плавного дроссельного или тиристор-ного управления), способы несимметричного управления, способы парамет­рической стабилизации тока или напряжения.

Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника

Дата добавления: 2015-07-17