Раздел: Документация
0 ... 8 9 10 11 12 13 14 ... 49 Выражение (2.68) справедливо для активной и активно-индуктивной нагрузки. Остальные соотношения приведем для схемы с активно-индуктивной нагрузкой при (oLd=oo. В этом случае принцип работы схемы не изменяется, но токи в тиристорах и обмотках трансформатора принимают прямоугольную форму (на рис. 2.18 показаны штриховой линией). Соответственно выпрямленный ток id и напряжение на сопротивлении нагрузки Rd становятся идеально сглаженными. При (uLd=ao работа тиристоров в схеме характеризуется следующими параметрами: максимальное значение обратного напряжения на тиристоре равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки иКтах = фи2л;(2.69) максимальное значение тока тиристора ih; ,(2-70) среднее значение тока тиристора 1тлг = т(2.71) действующее значение тока тиристора /т«я = /*/>/2;(2-72) действующие значения токов первичныхи вторичных обмоток, а также расчетные мощности обмоток трансформатора /, = 7273/,;"J /i=(1/*tK/2№\(2-73) Si = S2 = ST = {nP)Pi.i J коэффициенты использования элементов схемы kv = л/3 = 1,05; Jt7 = 0,577; Jtnp=l,05.(2.74) Следует отметить, что в трехфазной схеме ток в обмотках трансформатора носит знакопеременный характер и имеет равные значения в положительный и отрицательный полупериоды (см. рис. 2.18). Это исключает возможность подмагничива-ния трансформатора, что является одним из существенных достоинств данной схемы. Работа схемы с углом управления <х>0. В трехфазной мостовой схеме на тиристоры управляющие импульсы поступают с задержкой на угол а относительно нулей линейных напряжений (или моментов пересечения синусоид фазных напряжений, рис. 2.19). В результате задержки моментов коммутации тиристоров на угол а среднее значение выпрямленного напряжения, образованного из соответствующих частей линейных напряже-  Рис. 2.19. Диаграммы токрв и напряжений трехфазного мостового выпрямителя при угде <х<я/3: /— VS6, VS,. 2—VS,, VS2; 3—VS2, F53; 4— VS3, VSt; 5— VSt, F55; 6— F55, VS6 ний, снижается. До тех пор пока кривая мгновенных значений выпрямленного напряжения ud остается выше нуля (что соответствует диапазону изменения угла управления 0<сх<л/3), выпрямленный ток id будет непрерывным вне зависимости от характера нагрузки. Поэтому при углах 0<а<л/3 среднее значение выпрямленного напряжения для активной и активно-индуктивной нагрузки будет равно 2л К фи 2 sin Эс/Э=Ь(/. г cos а = t/d0cosa. (2.75) Угол а = л/3 соответствует при активной нагрузке гранично-непрерывному режиму. При углах а>л/3 и активной нагрузке в напряжении щ и токе id появляются интервалы с нулевым значением (рис. 2.20), т. е. наступает режим работы с прерывистым выпрямленным током. Среднее значение выпрямленного напряжения для этого случая может быть выражено следующим образом: Уб(72 sin &d&=Ud0 i +cosl - + <x (2.76) Следует отметить, что ё режиме с прерывистым током id для обеспечения работы данной схемы, а также для ее первоначального запуска на тиристоры схемы следует подавать сдвоенные управляющие импульсы с интервалом л/3 или одиночные, но с длительностью большей, чем л/3. Это объясняется тем, что для образования замкнутой цепи протекания тока id необходимо обеспечить одновременное включение тиристора анодной группы и тиристора катодной группы. При активно-индуктивной нагрузке и углах а>л/3, если <oLd=oo или отношение (uLJRd таково, что обеспечивается режим непрерывного тока id, среднее значение выпрямленного напряжения определяется по формуле (2.75). При а = л/2 среднее значение согласно (2.75) Становится равным нулю. На диаграмме рис. 2.20 это соответствует равенству площадей положительного и отрицательного участков кривой выпрямленного напряжения, что свидетельствует об отсутствии в нем постоянной составляющей. Регулировочные характеристики трехфазной мостовой схемы представлены на рис. 2.21. При изменении угла а от 0 до л/3 регулировочная характеристика для активной и активно-индуктивной нагрузки описывается формулой (2.75). Начиная с угла а = тс/3 при активной нагрузке, регулировочная характеристика описывается формулой (2.76), согласно которой среднее значение Ud становится равным нулю при угле <х = 2л/3. При углах а>л/3 и активно-индуктивной нагрузке, обеспечивающей режим работы с непрерывным током id, регулировочная характеристика аналитически выражается формулой (2.75). Заштрихованная область на рис. 2.21 соответствует семейству регулировочных характеристик в режиме с прерывистым током id при различных значениях aLd/Rd. Токи в тиристорах и обмотках трансформатора при активно-индуктивной нагрузке Рис. 2.21. Регулировочные характери- (mLd=00) определяются из СО-стики трехфазного мостового выпря- отношений (2.70) —(2.72). Ма-мителя: /-при активной нагрузке, 2-при актив- КСИМалЬНЫе значения Напря- но-ивдуктивной нагрузкежении на тиристорах при ак-  тивно-индуктивной нагрузке в режиме непрерывного тока равны иРтах = /би28та;) URmax=/eU2. J Расчет действующих и средних значений токов в элементах схемы при активной и активно-индуктивной нагрузках и в режиме работы с прерывистыми токами выполняется путем интегрирования мгновенных значений токов по интервалам проводимости тиристоров. Ввиду сложности аналитических выражений примеры таких расчетов здесь не приводятся. 2.2.5. МНОГОМОСТОВЫЕ СХЕМЫ Среди группы многомостовых схем можно выделить многомостовые схемы с одним трансформатором и многомостовые с двумя и более трансформаторами, имеющими разные группы соединения обмоток. Основное назначение многомостовых схем—это уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения и улучшение формы тока, потребляемого из питающей сети, приближение ее к синусоидальной. На рис. 2.22 представлены два варианта двухмостовых схем. Первая схема состоит из трехобмоточного трансформатора, соединенного по схеме «звезда / звезда — треугольник», и двух трехфазных мостов. Вторая схема имеет два двухоб-моточных трансформатора, один из которых соединен по  а)б) Рис 2 22. Трехфазные двухмостовые выпрямители с параллельным соединением мостов: а—с одним трансформатором, б—с двумя трансформаторами"  Рис. 2.23. Диаграммы токов и напряжений двухмостового неуправляемого выпрямителя схеме «звезда / звезда», а другой—по схеме «треугольник-звезда», и два трехфазных моста. В обеих схемах вторичные напряжения трансформаторов сдвинуты по фазе на угол тс/6. Обе схемы работают аналогично. Поэтому остановимся более подробно на работе одной из них—с двумя трансформаторами. В связи с тем, что первичные обмотки трансформаторов 7/7, и Тр2 имеют разные схемы соединений, выпрямленное напряжение одной схемы udl будет иметь пульсации, сдвинутые по фазе на. угол тс/6 относительно пульсаций выпрямленного напряжения другой схемы (рис. 2.23). Для уравнивания мгновенных значений выпрямленных напряжений параллельное соединение мостов производят через уравнительный реактор УР. В результате суммарное напряжение на нагрузке будет иметь пульсации, частота которых в 2 раза выше частоты пульсаций каждой из схем. В данном случае каждая мостовая схема имеет шесть пульсаций за период, а суммарное напряжение будет иметь 12 пульсаций за период. Поэтому данную схему иногда называют 12-фазной*. Разность мгновенных напряжений воспринимается уравнительным реактором, две обмотки которого расположены на одном маг- * В этом смысле, т. е. имея в виду число пульсаций за период, трехфазную мостовую схему иногда называют 6-фазной. нитопроводе. Мгновенные значения выпрямленного напряжения можно записать в виде ud = udt-up/2 = ud2 + up/2,(2.78) где ир—мгновенное значение напряжения на уравнительном реакторе. На рис. 2.23 представлены диаграммы токов (при roLd=oo> для 12-фазных схем, из которых видно, что ток, потребляем* из питающей сети, имеет форму, которая ближе к синусоиде (показана тонкой линией), чем у однотрансформаторнрй схемы. Следует отметить, что для нормального функционирования схемы необходимо выбирать коэффициенты трансформации трансформаторов Тру и Тр2 такими, чтобы средние значения напряжений Udl и Ud2 были равны между собой. На рис. 2.24 представлена двухмостовая схема с последовательным соединением двух мостов. Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке в данном случае будет равно Ud=Udl + Ud2i(2.79) где Udl = Ud2 — средние значения напряжения на* выходе каждого моста. Принцип образования 12-фазной схемы выпрямления здесь также основан на использовании трансформаторов с разными схемами соединения обмоток.< Схемы 18- и 24-фазные на практике обычно получают путем параллельного соединения трех и четырех мостов. 2.2.6. ГАРМОНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ПЕРВИЧНЫХ ТОКОВ В СХЕМАХ ВЫПРЯМЛЕНИЯ Выпрямленное напряжение (см. § 2.1) можно представить в виде суммы двух составляющих: постоянной, т. е. среднего значения *Ud и переменной м„, представляющей собой переменное напряжение несинусоидальной формы. Несинусоидальное напряжение в свою очередь можно представить в виде суммы гармонических (синусоидальных) напряжений "~ = I tf«m sin (и/и (Ot+S„),(2.80) где я—номер высшей гармоники; т—число пульсаций в выпрямленном напряжении за один период переменного напряжения питающей сети; ю—угловая частота напряжения питающей сети; Unm—амплитуда и-й гармоники; &„—начальная фаза и-й гармоники. Из (2.80) видно, что частоту составляющих выпрямленного напряжения можно записать в виде /B=«/i=/nn/," (2-81) 73 0 ... 8 9 10 11 12 13 14 ... 49
|
