Принудительной коммутации

В тиристорах с комбинированным выключением отрицательный импульс тока управления ускоряет процесс выключения анодного тока, вызванный подачей на прибор обратного анодного напряжения; это позволяет упростить коммутационный узел в преобразователях с принудительной коммутацией (см. п. 3.5.1).

Коэффициенты яг и к$ учитывают вид и режим работы: л2 = 1-ь3 для схем с сетевой или соответственно принудительной коммутацией; л3 = 1-М0 для режима при постоянной нагрузке или соответственно при резко переменной нагрузке, например для преобразователей на электрифицированном транспорте.

многих из указанных недостатков и в высокой степени удовлетворяют поставленным требованиям. Из возможных здесь вариантов основными являются следующие: подключаемые с помощью тиристоров конденсаторные батареи, реакторно-тиристорные компенсаторы и компенсаторы на основе преобразователей с принудительной коммутацией. Эти устройства далее будут кратко описаны. Подключаемые через тиристоры конденсаторные батареи. В этих установках для подключения секций конденсаторных батарей вместо обычных контактов используются встречно-параллельно включенные тиристоры или

Компенсаторы реактивной мощности на основе преобразователей с принудительной коммутацией. Если преобразователь не должен потреблять реактивной мощности или даже должен поставлять в сеть реактивную мощ-

установках небольшой мощности. Однако при снижении стоимости и улучшении параметров тиристоров (в особенности сокращении времени восстановления запирающих свойств) и при использовании в системах управления микросхем с высокой степенью интеграции коррекция коэффициента мощности за счет устройств с принудительной коммутацией вентилей станет экономически выгодной [4.64—4.67].

С учетом приведенных соображений можно, если известны подключенные к сети потребители, выявить необходимость включения добавочных сопротивлений и рассчитать их значение, чтобы выполнить определенные требования к параметрам сети в точке подключения [4.2] и тем самым снизить до допустимого уровня взаимное влияние параллельно включенных приводов. Наряду с хорошо известными способами снижения искажений (применение настроенных резонансных фильтров и др.) все большее значение приобретают схемы преобразователей с малым потреблением гармоник, например импульсные преобразователи с принудительной коммутацией [6.40].

Двухзвенный преобразователь частоты с инвертором тока с принудительной коммутацией

Наиболее часто преобразователи классифицируют в зависимости от вида коммутации. Обычно различают преобразователи с естественной и принудительной коммутацией. В преобразователях с естественной коммутацией циклическая коммутация вентилей происходит под

действием переменного напряжения источника питания или сети. Коммутация в преобразователях с принудительной коммутацией осуществляется с помощью дополнительных коммутирующих контуров.

преобразователи с принудительной коммутацией, связывающие цепь постоянного тока с цепью переменного тока. Эти преобразователи также обеспечивают передачу энергии в обоих направлениях, но, как правило, они используются в инверторном режиме;

преобразователи с принудительной коммутацией, разделяющие две цепи постоянного тока, называемые также прерывателями постоянного тока;

При питании вентильного двигателя от сети постоянного тока в преобразователе частоты должны применяться тиристоры с узлами принудительной коммутации. В двигателях малой мощности допустимо применение транзисторов. При питании вентильного двигателя от тиристорного преобразователя частоты, основанного на использовании автономного инвертора напряжения ( 9.38, а), преобразователь подключен к источнику постоянного тока и формирует трехфазное напряжение изменяющейся частоты, которое подается на фазы А, В и С обмотки якоря двигателя. К каждой фазе может быть подведено положительное (тиристорами 77, Т2 и 73) и отрицательное (тиристорами Т4, Т5 и Т6) напряжения.

При необходимости питания вентильного двигателя от сети трехфазного тока можно применять преобразователи частоты, с непосредственной связью, т. е. без промежуточного выпрямителя ( 9.39, о). Преимуществом таких преобразователей является отсутствие узлов принудительной коммутации» так как тиристоры перестают проводить ток после изменения направления напряжения в соответствующей фазе Ас, Вк, Сс источника трехфазного тока. Однако достаточно хорошее приближение формы выходного напряжения к синусоиде и четкое прекращение тока (в

под действием ЭДС якорной обмотки. При принудительной коммутации управление тиристорами осуществляется под действием коммутирующего напряжения отдельного источника либо напряжения питающей сети. При смешанной коммутации имеет место комбинация первого и второго способов.

В качестве ключей импульсных преобразователей постоянного напряжения можно использовать транзисторы, запираемые (двухоперационные) тиристоры и обычные одноопе-рационные тиристоры, снабженные узлами принудительной коммутации, т.е. дополнительными схемными элементами, обеспечивающими выключение тиристоров в заданные моменты времени.

9.4. Схема и временные диаграммы токов и напряжений узла принудительной коммутации тиристора при линейном перезаряде конденсатора

9.5. Схема и временные диаграммы токов и напряжений узла принудительной коммутации тиристора с колебательным перезарядом конденсатора

Использование тиристоров в качестве бесконтактных аппаратов на постоянном токе затруднительно из-за проблемы отключения. Если в цепях переменного тока тиристоры включаются автоматически при прохождении тока через нуль, то в цепях постоянного тока приходится применять специальные меры по принудительному снижению тока тиристора до нуля, т. е. производить так называемую принудительную коммутацию тока тиристора. Существует много разнообразных схем принудительной коммутации. Большинство из них содержит коммутирующие конденсаторы, которые в нужный момент с помощью вспомогательных тиристоров вводятся в цепь основного тиристора и включают его.

На 23-16 изображена одна из схем принудительной коммутации. При подаче управляющего импульса на силовой тиристор VS включается цепь нагрузки RK (ток через тиристор <т равен сумме токов нагрузки г'„ и через кон-денсатор (с), а коммутирующий конденсатор С заряжается до напряжения источника U. Полярность напряжения ис ука-зана на 23-16, а. Схема готова к отключению, и если в момент t\ подать управляющий импульс на вспомогательный тиристор VSa, то конденсатор С окажется включен-

Выключатели автоматические. На базе тиристорных элементов (см. 23-14) выполняются автоматические бесконтактные выключатели серии ВА81 на токи до 1000 А. Они предназначены для защиты электрических установок в сетях напряжением 380/660 В переменного тока частотой 50 — 60 Гц при перегрузках и коротких замыканиях, а также для коммутаций с различной частотой включения. В этих выключателях применяется принудительное выключение тиристоров с помощью схемы принудительной коммутации ( 23-17). Основной тиристор VS1 серии Т-160 управляется импульсами от генератора повышенной частоты (на рисунке не показан). Выключение тиристора VS1 производится разрядом конденсатора С через коммутирующий тиристор VS2. Последний включается от напряжения коммутирующего конденсатора С через маломощный тиристор VS3, что обеспечивает снижение мощности схемы управления. Конденсатор С заряжается от напряжения сети через трансформатор и диод VD1. Каждый выключатель состоит из трех силовых блоков с встречно-параллельно включенными основными тиристорами.

Благодаря использованию принудительной коммутации тиристоров защита от коротких замыканий осуществляется с ограничением тока в процессе отключения. На 23-18 изображена осциллограмма отключения тока короткого замыкания тиристорным выключателем. Кривая 1 показывает нарастание тока короткого замыкания при отсутствии защиты, а кривая 2 — при отключении тиристорного выключателя схемой принудительной коммутации. Как видно из рисунка, в этом случае нарастание тока короткого замыкания прерывается и максимальный ток imax составляет не более 0,02 — 0,05 ударного тока короткого замыкания.

В усилителях, предназначенных для коммутации цепей нагрузки постоянного тока, эта коммутация осуществляется тиристором, который выключается с помощью схемы принудительной коммутации, т. е. путем разряда на тиристор заряженного заранее конденсатора.