Неуправляемого выпрямителя

3.4.2. ЗАРЯДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЕН ОТ ЗУ ТРАНСФОРМАТОРНО-ВЫПРЯМИТЕЛЬНОГО ТИПА С НЕУПРАВЛЯЕМЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ

Используя математическое описание (3.34), получаем полную математическую модель ЗУ с неуправляемым выпрямителем при идеализации ВАХ диодов в соответствии с (3.35). Для обобщенных расчетов удобно математическую модель представить в относительной безразмерной форме. С учетом (3.43) и (3.44) из (3.34) после преобразований получаем систему уравнений в относительной форме:

3.4.3. ПРОЦЕСС ЗАРЯДА ЕН ОТ ВЕНТИЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА С НЕУПРАВЛЯЕМЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ

Задача сводится к нахождению необходимых зависимостей Ucn(t}, 'сн(0> определяющих характеристики зарядного процесса. По зависимостям мСн(0> 'сЛО находится закон управления зарядным процессом. В случае применения в качестве источника питания вентильного генератора постоянного тока с неуправляемым выпрямителем под законом управления (регулирования) понимается зависимость напряжения возбуждения генератора мв(/) на интервале длительности зарядного процесса. Если регулирование осуществляется посредством управляемого выпрямителя, то под законом управления понимается зависимость во времени угла управления выпрямителя на интервале длительности зарядного процесса.

Имея зависимости мСн(/), гСн(0> можно найти необходимый закон регулирования, используя для этого метод эквивален-тирования зарядных процессов, основанный на статических или динамических внешних характеристиках источника питания. Считаем регулируемые по возбуждению зарядные процессы «медленными», так что составляющей LdiCK(t)/dt и трансформаторными электромагнитными связями между обмотками якоря и индуктора генератора (МаВ dijdt) допустимо пренебречь, а статическая внешняя характеристика вентильного генератора с неуправляемым выпрямителем приближенно аппроксимируется прямой. При этих допущениях

3.4.2. Зарядные процессы ЕН от ЗУ трансформаторно-выпрямитель-ного типа с неуправляемым выпрямителем................................... 199

3.4.3. Процесс заряда ЕН от вентильного генератора с неуправляемым выпрямителем.................................................................................... 203

На 8,19 приведена схема статического возбудителя с гибкой системой токового компаундирования. Трансформатор напряжения с управляемым выпрямителем Bj работает параллельно с трансформатором тока ТТ и неуправляемым выпрямителем В\.

3.63. Регулировочные характеристики одно- и трехфазного регуляторов переменного напряжения с неуправляемым выпрямителем:

а —с управляемым выпрямителем (по несимметричной мостовой схеме); б—с неуправляемым выпрямителем (по мостовой схеме) и отдельным импульсным регулятором постоянного напряжения

На 5.32 и 5.33 приведены схемы самовозбуждения с компаундированием, которые обеспечивают длительный ток короткого замыкания вплоть до короткого замыкания непосредственно на выводах генератора. В схеме 5.32 используется трансформатор тока ТА, нагруженный неуправляемым выпрямителем Bt [5.24], выход которого включен параллельно трехфазному несимметричному мосту В2- Если генератор должен работать в недовозбужден-

и вентильных генераторов, является то, что при достаточно больших значениях добротности fi = X/R в цепи до выпрямителя г3>0,5, для чего не требуется регулирование (управление) зарядным процессом. Регулирование для повышения КПД требуется лишь при малых р, когда г3->0,5. Количественно это показано на основе математического моделирования в § 3.4.2 и 3.4.3. Математическое описание трехфазного двухполупериодного неуправляемого выпрямителя в соответствии с расчетными схемами ( 3.25, 3.26) выполняется по мгновенным значениям токов и напряжений на основе уравнений Кирхгофа. Уравнения для однофазного двухполупериодного выпрямителя вытекают из уравнений для трехфазного при исключении из рассмотрения одной из фаз и соответствующих двух диодов трехфазного выпрямителя (например, фазы с и диодов ,Д, 6 на

Описания полууправляемого и неуправляемого выпрямителей вытекают из (3.40) как частные случаи. Для полууправляемого выпрямителя «2 = «4 = и6=1 или п1 = п3 = п5 = \ в зависимости от того, какая группа тиристоров неуправляема, а для неуправляемого выпрямителя (на диодах) «1_6 = 1.

В силовых трансформаторах, используемых в ЗУ, ток холостого хода мал и его влиянием на зарядный процесс допустимо пренебречь. Это означает, что в расчетной схеме ( 3.26) сопротивление намагничивающего контура транс форматора равно бесконечности и между первичной электрической сетью и выводами а, Ь, с выпрямителя в каждую фазу включены параметры КЗ трансформатора LK, RK, причем параметры первичной обмотки трансформатора приведены к вторичной, в которой установлен выпрямитель. Если в первичную обмотку для токоограничения включаются дополнительные дроссели, то их приведенные к вторичной обмотке трансформатора значения включаются в LK, RK. Диоды неуправляемого выпрямителя в расчетной схеме представлены нелинейными сопротивлениями Rt, ..., R6, которые дискретно изменяются от Rnp до Ro5p в соответствии с (3.35).

Внешние характеристики управляемого выпрямителя при фиксированных значениях угла а имеют тот же характер, что и для неуправляемого выпрямителя ( 9.34).

Структурная схема неуправляемого выпрямителя ( 11.1) содержит трансформатор 1, вентильную группу 2, сглаживающий фильтр 3, стабилизирующее устройство 4, нагрузку 5.

Зависимость U0 a=/(a) называется регулировочной характеристикой выпрямителя. Регулировочные характеристики для случая LH = 0 и LH = °° приведены на 11.14. Для обоих рассмотренных случаев величина максимального обратного напряжения такая же, как в схеме неуправляемого выпрямителя.

В мостовой схеме можно использовать неполное число управляемых вентилей, например катодная группа—тиристоры, анодная — диоды. В этом случае потенциал объединенных анодов изменяется по нижней огибающей вершины синусоид, как и в случае неуправляемого выпрямителя, а потенциал объединенных катодов — в зависимости от угла а, как в рассмотренных выше случаях.

же вид, как и для неуправляемого выпрямителя (см. § 8.2). На 8.8, б показана характеристика при различных значениях угла управления а. Так как с увеличением угла управления среднее значение выпрямленного напряжения уменьшается, то характеристики сдвигаются вниз относительно оси ординат.

В тех случаях, когда инвертор питается от сети постоянного тока или от неуправляемого выпрямителя, приме-

Системы с ШИР могут обеспечить большой диапазон регулирования выходного напряжения и позволяют уменьшить габариты фильтрующих устройств. Питание инвертора от неуправляемого выпрямителя через ШИР позволяет получить высокий коэффициент мощности на входе преобразователя частоты во всем диапазоне регулирования. Недостатками преобразователя частоты с ШИР на входе инвертора являются необходимость установки силового тиристора, рассчитанного на всю мощность, потребляемую инвертором, снижение КПД преобразователя из-за дополнительного преобразования энергии (потери мощности в ШИР), усложнение схемы преобразователя и снижение его надежности, поэтому ШИР на входе инвертора используется в основном только при наличии сети постоянного тока.

Простейшая схема трехфазного преобразователя частоты с инвертором, работающим по принципу ШИМ, приведена на 4.55. Преобразователь состоит из мостового неуправляемого выпрямителя (V7 — V12) и автономного инвертора из шести тиристоров (VI — V6) и шести обратных диодов (VI' — V6'), предназначенных для передачи реактивной мощности от двигателя М к конденсатору С. Конденсаторы С1 — С6 и реакторы LI — L3 осуществляют коммутацию тиристоров. Частота на выходе преобразователя может регулироваться от 0 до 50 Гц и выше при практически синусоидальной форме тока в нагрузке. Выходное напряжение также регулируется от нуля до максимального значения, определяемого постоянным напряжением на входе инвертора.