Шунтирующих сопротивлений

Выпрямительные диоды широко используют в схемах выпрямления переменного тока в постоянный. Для работы на повышенных напряжениях (свыше 1000В) полупроводниковые диоды соединяют последовательно. При таком соединении напряжение, приложенное к цепочке диодов, распределяется между ними пропорционально обратным сопротивлениям, поэтому стараются подобрать диоды с примерно одинаковыми величинами обратных сопротивлений. Применяется также способ шунтирования диодов резисторами, величина которых гораздо меньше обратных сопротивлений диодов. В этом случае распределение напряжения между диодами определяется значениями шунтирующих резисторов и не зависит от величины обратного сопротивления.

В реальных условиях гамма-корректор должен формировать более сложные функциональные зависимости, чем степенная, и иметь возможность оперативно их перестраивать. Для этого используют усилительные каскады с нелинейными нагрузками или нелинейными обратными связями. На 12.2, а приведен пример гамма-корректора, в котором используется безынерционная нелинейная отрицательная обратная связь (НООС). НООС формируется с помощью кусочно-линейного аппроксиматора, содержащего набор ключей (диоды VD1,..., VDn) и шунтирующих резисторов /?,—Rn, на которое подаются управляющие напряжения U\,...,Un с делителей r0, г\,...,г„, причем 1/1 < и^ <....< Uп. С увеличением напряжения на резисторе /?о поочередно отпираются диоды VDl,...,VDn, которые подключают резисторы Rl?...,Rn, параллельно Ro и уменьшают тем самым глубину НООС, что вызывает возрастание коэффициента усиления каскада. Характеристику передачи уровней гамма-корректора (см. штриховую кривую на 12.1) можно изменять, регулируя напряжения смещения U\.....1/„ или используя схему двух- или трехканального гамма-корректора ( 12.2, б), где блок / —линейный усилитель, блоки 2, 3— гамма-корректоры с фиксированной формой характеристики (причем блок 2 имеет у < 1, блок 3 — у > 1), блок 4 — сумматор. Регулируя потенциометры Rl, R2, R3, можно получить достаточно сложную форму характеристики гамма-корректора, например S-образную.

оказаться не одинаковыми: на вентиле, обладающем самым большим обратным сопротивлением, может оказаться падение напряжения больше t/обр.и- При наличии шунтирующих резисторов Rm падения напряжений на вентилях будут одинаковыми, поскольку одинаковы величины сопротивлений резисторов.

Значения сопротивлений шунтирующих резисторов определим по формуле

Измеряются также сопротивления шунтирующих резисторов дугогаснтельных устройств. Измеренные значения сопротивлений не должны отличаться от заводских данных более чем на 3 %. У выключателей серии ВМТ сопротивление токоведущего контура постоянному току при приемосдаточных испытаниях не измеряют. Сопротивления обмоток электромагнитов включения и отключения должны соответствовать заводским данным.

На VIII.22, д приведена схема, в которой по мере роста мощности, рассеиваемой на регулирующем элементе, к основному транзистору 774 подключается все большее количество шунтирующих резисторов. Таким образом, при малых /н шунтирующее сопротивление Яш отсутствует, а при максимальном /н величина /?ш мини-

Обратные сопротивления выпрямительных диодов имеют большой разброс (различия достигают до одного-двух порядков), поэтому обратное напряжение, приложенное к цепи последовательно соединенных диодов, распределится неравномерно, а пропорционально их обратным сопротивлениям. Наибольшее падение напряжения будет на диоде с большим обратным сопротивлением. Это может привести к электрическому, а затем тепловому пробою р-п перехода этого диода; после этого обратное напряжение распределится между оставшимися диоде.ми. Произойдет пробой следующего диода, у которого обратное сопротивление перехода наибольшее среди оставшихся диодов. И так один за другим диоды выйдут из строя. Чтобы этого не произошло, следует уравнять падения обратных напряжений на диодах последовательной цепочки путем шунтирования их резисторами одинакового сопротивления. Сопротивление шунтирующего резистора подбирается большим, чтобы исключить большие потери мощности на нем. На 4.6 представлена схема однополупериодного выпрямителя из последовательно соединенных диодов, параллельно которым включены одинаковые шунтирующие резисторы. Сопротивление резистора Rm выбирается Л?н<С/?ш<С/?обр, где RH — сопротивление нагрузки выпрямителя. При таком подключении всех п шунтирующих резисторов распределение обратных напряжений на диодах будет одинаковым: t/обр/я, где [/обр — обратное напряжение на входе выпрямителя.

Благоприятный эффект шунтирующих резисторов обусловлен двумя факторами: демпфированием свободных колебаний во время переходного процесса и уменьшением остаточного заряда на линии при отключении ненагруженной линии или АПВ. Требования к значениям сопротивлений шунтирующих резисторов оказываются различными в зависимости от вида коммутаций.

Учитывая возможные характеристики линий различного номинального напряжения, можно считать, что сопротивления шунтирующих резисторов должны быть равны 10—25 кОм, причем меньшая цифра относится к линиям СВН. Такие резисторы ограничи-

включении незаряженной линии выключателями без шунтирующих резисторов. Эти перенапряжения могут быть опасными для линий 750 кВ и выше и должны быть дополнительно ограничены другими

Из анализа влияния шунтирующих резисторов следует, что значение их сопротивлений должно выбираться следующим образом:

Потери в СПИН возникают при быстром изменении тока (в основном, при разряде) из-за вихревых токов в матрице проводов, конструктивных элементах и т. п. [2.54]. При высоких значениях di/dt возможен кратковременный переход сверхпроводниковых жил в нормальное состояние с соответствующими потерями. Если в СПИН возникает устойчивая потеря сверхпроводящего состояния, то из-за больших токов происходит быстрый переход накопленной энергии в омические потери, что может привести к серьезным аварийным режимам. Для их предотвращения используются специальные виды защиты, основанные, например, на подключении к катушке СПИН внешних шунтирующих сопротивлений, в которых при необходимости выделяется основная часть накопленной энергии [2.12].

Расчет шунтирующих сопротивлений при заданной функции преобразования может быть произведен исходя из следующих соображений. Пусть полное сопротивление исходного линейного преобразователя равно Ra.n, а требуемая функция преобразования R = / (х) имеет вид, как на 6.7. В зависимости от требуемой точности воспроизведения функции преобразования определяют количество участков и узлы аппроксимации. Нетрудно убедиться, что наиболее крутой участок кусочно-линейной аппроксимирующей характеристики соответствует не-зашунтированному участку (на 6.7 сопротивление Ru,k = оо). Для этого участка крутизна k = Д/?Эй/Д;сй такая же, как и для линейного преобразователя, для которого k = Rn.nlxk. Следовательно, можно построить в соответствующем масштабе зависимость RJl = kx.

а также значения шунтирующих сопротивлений

Наряду с емкостями могут быть применены регулируемые индуктивные сопротивления, причем систему шунтирующих сопротивлений можно включить к обмотке ДП через трансформатор.

вполне точно называют, выключателей с шунтирующими резисторами. Включение цепи происходит сначала через резистор /?ш, который демпфирует переходный процесс; затем этот резистор шунтируется главными контактами выключателя. Размыкание цепи происходит в обратном порядке. Использование этого мероприятия является эффективным при всех коммутациях, но требования к значениям шунтирующих сопротивлений в разных случаях различны.

шунтирующих сопротивлений rK3iaan и/-ВХ2 не является единственным источником нелинейности выходного напряжения. Поскольку значение С0 конечно (С/СГ, =^=0), то конденсатор С0 за время прямого хода пилообразного напряжения разряжается мало. Относительное изменение зарядного тока, вызванное разрядкой этого конденсатора,

Так как С2 значительно больше С^, то напряжение Ut > U2 и, следовательно, гасительные устройства будут работать в неодинаковых условиях. Для выравнивания напряжения параллельно главным контактам выключателя Г К включают емкости или активные сопротивления ( 4.16, б, в). Значения емкостей и активных шунтирующих сопротивлений подбирают так, чтобы напряжение на разрывах распределялось равномерно. В выключателях с шунтирующими сопротивлениями после гашения дуги между ГК сопровождающий ток, ограниченный по значению сопротивлениями, разрывается вспомогательными контактами ВК.

АГП удерживается защелкой. При отключении контакты 5 отходят вниз и возникают дуги между контактами 5 и 6, которые силой магнитного поля, созданного катушками 7, сердечниками 8 и стальными полюсами 9, выдуваются вверх. Образуется одна длинная дуга. Она загоняется в кольцевую дугогасительную камеру, где разбивается между медными пластинами 3 на короткие дуги. Одновременно в цепь включаются катушки /, создающие радиальное магнитное поле, которое замыкается со стального сердечника 4 на стальной наружный кожух 2. В результате взаимодействия с магнитным полем короткие дуги получают круговое вращательное движение ( 4.33,6') с большой скоростью и поэтому не плавят пластины. Вся энергия, выделяющаяся в дуге, распределяется по поверхности пластин и погашается ими. Температура пластин при этом не должна превышать 200 "С, исходя из чего и выбираются размеры пластин. Параллельно пластинам включены секции шунтирующих сопротивлений (на 4.33 не показаны). В эгом случае дуга на решетке гаснет не сразу, а по секциям, скачками, приближаясь к нулю. Первой гаснет дуга в секции, шунтированной меньшим сопротивлением. Постепенный спад тока уменьшает возникающие при разрыве цепи постоянного тока перенапряжения. Собственное время отключения АГП не более 0,15 с, а полное время гашения поля зависит от параметров генераторов.

Включение шунтирующих сопротивлений усложняет вентиль и ухудшает его выпрямляющие свойства (увеличивается обратный ток).

шунтирующих сопротивлений гкэ1зап и гвх2 не является единственным источником нелинейности выходного напряжения. Поскольку значение С0 конечно (С/С0=^0), то конденсатор С0 при формировании прямого хода пилообразного напряжения разряжается на небольшую' величину. Относительное изменение зарядного тока,

номерном шаге). На 8.2, а приведен пример профилированного (функционального) реостатного преобразователя и графики зависимости его выходных сопротивлений Кг и R2 от Хвх. Для упрощения конструкции прибегают к ступенчатой форме каркаса ( 8.2, б) или к шунтированию частей преобразователя сопротивлениями ( 8.2, в). Изменяя значения шунтирующих сопротивлений, можно в широких пределах изменять уравнение преобразования.