Дросселем насыщения

Одна из важнейших особенностей дросселей насыщения состоит в том, что при определенных условиях приращения тока, напряжения или мощности приемника, включенного в цепь катушки переменного тока, оказываются значительно больше приращений тех же величин обмотки постоянного тока. Указанная особенность позволяет использовать дроссели насыщения в качестве усилителей.

Полное восстановление напряжения до номинального осуществляется угольным регулятором напряжения (УРН) канала регулирования по отклонению. Вторичные обмотки трансформаторов ТА одновременно выполняют роль дросселей насыщения,

величина dlnv/dt ограничивается включением последовательно с тиристором дросселей насыщения или специальных индуктивно-стей. Допустимые эначения d/np/d/отечественных тиристоров разных типов лежат в диапазоне 20,..500 А/мкс.

ное сопротивление, являющееся функцией угла открытия тиристоров, параметров и скольжения двигателя. Применение тиристоров вместо дросселей насыщения для регулирования напряжения статора дает ряд преимуществ: тиристорные регуляторы практически безынерционны, имеют большой коэффициент усиления по мощности, более высокий КПД и сравнительно небольшие габариты и массу.

Система, приведенная на 6.14, близка к асинхронному электроприводу с дросселями насыщения, так как регулирование угла открытия тиристоров приводит к изменению и дополнительному сдвигу первой гармоники тока двигателя относительно напряжения сети. Иными словами, каждую пару вентилей, включенных по встречно-параллельной схеме ( 6.14), можно рассматривать как некоторое фиктивное нелинейное реактивное сопротивление, являющееся функцией угла открытия тиристоров, параметров и скольжения двигателя. Применение тиристоров вместо дросселей насыщения для регулирования напряжения статора дает ряд преимуществ: тиристорные регуляторы практически безынерционны, имеют большой коэффициент усиления по мощности, более высокий КПД и сравнительно небольшие габариты и массу.

Номинальный выпрямленный ток преобразовательных агрегатов для электролизных установок составляет 12500 и 25000 А, а выпрямленное напряжение 75, 150, 300, 450, 600 и 850 В. Трансформаторы выпрямительных агрегатов HMBJTOT переключающее устройство для регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Конструкция устройства РПН позволяет осуществлять ручное, дистанционное-и автоматическое регулирование вторичного (выпрямленного) напряжения. Поскольку РПН осуществляет ступенчатое регулирование напряжения, то для плавного регулирования выпрямленного напряжения агрегаты могут укомплектовываться дросселями насыщения. При наличии дросселей насыщения агрегаты

трансформаторов собственных нужд, выпрямляющие ток, напряжение и обеспечивающие напряжение, используемое для питания оперативных цепей. Блоки делятся на токовые (БПТ), напряжения (БПН) и комбинированные, состоящие из БПТ и БПН, работающих параллельно на стороне выпрямленного напряжения. Блоки питания должны выполняться так, чтобы напряжение на их выходе поддерживалось во всех расчетных режимах достаточно стабильным. Подводимые к блокам питания токи и напряжения могут при КЗ, как известно, изменяться в широких пределах. Поэтому для выполнения указанного требования должна осуществляться стабилизация напряжения. Она может выполняться по-разному. Исследования и разработки, проводившиеся в течение ряда лет во ВНИИЭ (Я. С. Гельфанд и др.) по проблеме создания оптимальных устройств питания защит переменным оперативным током [48, 49], установили целесообразные схемы выполнения стабилизации. Для БПТ рекомендуется использование параллельного феррорезонансного контура, для БПН — часто дросселей насыщения. Однако при осуществлении защит с использованием элементов интегральной микроэлектроники необходимо еще дополнительное сглаживание выпрямленного напряжения. Возможная достаточно универсальная и экономичная структурная схема комбинированного блока питания приведена на 4.4. В ней БПТ включается на разность токов двух фаз и БПН — на напряжение между этими фазами. В этой схеме БПН обеспечивает, в частности, необходимое выпрямленное напряжение при замыканиях между двумя фазами за силовым трансформатором с соединением обмоток У/Д или Д/У, а также при однофазном КЗ за трансформаторами с соединением обмоток У/У с нулевым проводом (Ки = 380/220), когда (см. гл. 1) разность токов с питающей стороны может быть равна нулю, но междуфазное напряжение, им соответствующее, близко к рабочему. Иногда схема дополняется вторым БПТ в третьей фазе. Принципиальными преимуществами рассматриваемых блоков питания являются возможность осуществления индивидуального питания оперативным током одного защищаемого присоединения и отсутствие широко разветвленной (как при общей аккумуляторной батарее) сети оперативного тока. Однако при значительном числе присоединений экономически целесообразным оказывается групповое питание (например, элементов секции шин).

К регуляторам, изменяющим непосредственно выпрямленное напряжение, относятся активные сопротивления: реостаты и делители напряжения. К регуляторам, изменяющим питающее переменное напряжение, относятся активные сопротивления, реактивные сопротивления в виде дросселей с подвижным сердечником и дросселей насыщения, регулируемые трансформаторы и автотрансформаторы, трансформаторы, подмагничиваемые постоянным током.

Если дроссель насыщения состоит из одной обмотки ОУ_ и одной обмотки w~ ( VII. 2, а), то при отсутствии К или его малой величине обмотка ш_ для трансформируемого в ней переменного тока является практически закороченной. При этом дроссель насыщения превращается в трансформатор с короткозамкнутой обмоткой и теряет свое регулирующее действие, z рабочей обмотки практически приближается к ее активному сопротивлению. Поэтому в таком дросселе насыщения надо ограничить в цепи управления переменную составляющую тока, создаваемого наведенной в ней э. д. с. Для этой цели используют реостат или дроссель, включенный в цепь управления, что приводит к резкому возрастанию мощности, затрачиваемой в этой цепи. Кроме того, применение токоограничивающих элементов не снимает э. д. с., наводимую в обмотке управления. Эта э. д. с. может достигнуть величины, во много раз превышающей рабочее напряжение (так как W— ^> w~) и опасной как для элементов источника управляющего напряжения, так и для самой обмотки управления. Поэтому конструкции дросселей насыщения выполняют так, чтобы сохранить управляющее действие обмотки ОУ_ и исключить трансформаторное действие рабочей обмотки на управляющую. При этом отпадают: надобность в токоограничении, необходимосгь в усиленной изоляции управляющей обмотки и применении в источнике управляющего напряжения элементов, способных выдержать высокое напряжение.

Конструкции дросселей насыщения приведены на VI 1.3. Для всех конструкции характерно то, что э. д. с. на внешних зажимах управляющей обмотки близка к нулю, а резистор R служит не как то-коограничивающий, а как средство для изменения управляющего тока.

VII.3. Конструкции дросселей насыщения:

Обмотку с ферромагнитным магнитопроводом, сопротивление которой изменяют путем подмагничивания магнитопрово-да постоянным током, называют управляемым реактором (дросселем насыщения). Дроссели насыщения применяются, например, для регулирования частоты вращения двигателей, освещения, в выпрямительных установках с регулируемым напряжением.

В качестве других перспективных систем электропривода вращателя могут быть: асинхронный двигатель с дросселем насыщения и система частотного регулирования.

Ферромагнитный стабилизатор с дросселем насыщения U

VII.2. Регулирование дросселем насыщения:

При одинаковом объеме меди потери в рабочих обмотках и обмотках обратной связи в дросселях с внешней обратной связью примерно вдвое выше, чем в дросселях с внутренней обратной связью. Поэтому последние целесообразно применять в мощных регуляторах порядка нескольких киловатт. Однако обратное напряжение на диодах регулятора с дросселем насыщения с внутренней обратной связью может быть большим, так как оно в пределе достигает максимального значения сетевого напряжения. В регуляторе с внешней обратной связью можно цепь обратной связи питать через понижающий трансформатор.

Регулирование дросселем насыщения не снижает заметно к. п. д. устройства, но существенно влияет на коэффициент мощности и искажает форму кривой напряжения. При мощностях порядка 10 кВт как дроссели, так и управляющее устройство получаются громоздкими, а коэффициент мощности регулируемого выпрямителя начинает существенно влиять на коэффициент мощности устройства в целом.

На VIII.32, б приведена схема трехфазного стабилизатора напряжения с дросселем насыщения ДН. Здесь В1 — главный выпрямитель; В2 — выпрямитель, создающий постоянное напряжение для питания обмоток управления ДН и обратной связи магнитного усилителя, fig — выпрямитель для питания эталонной обмотки. Вспомогательный стабилизатор одновременно питает выпрямители В2 и ВЗ. МУ — магнитный усилитель с добавочной обмоткой положительной обратной связи ОС, работающий в качестве измерительного и усилительного элементов.

Рассмотрим схему стабилизатора напряжения с дросселем насыщения ( VIII.32, в), где измерительным элементом служит управляющая лампа Л1 и эталонное напряжение создает опорный стабилитрон Cm'. Для обеспечения отрицательного смещения на сетке лампы Л2 необходимо, чтобы

1. Собрать цепь с дросселем насыщения (см, 2.99) и показать ее преподавателю для проверки.

1. Собрать цепь с дросселем насыщения (см. 2.99) и показать ее преподавателю для проверки.

Обмотку с ферромагнитным магнитопроводом, сопротивление которой изменяют путем подмагничивания магнитопрово-да постоянным током, называют управляемым реактором (дросселем насыщения). Дроссели насыщения применяются, например, для регулирования чистоты вращения двигателей, освещения, в выпрямительных установках с регулируемым напряжением.