Трехфазных выпрямителей

В зависимости от условий работы и требований, предъявляемых к выпрямителям, отдельные узлы их могут отсутствовать. Например, если напряжение сети соответствует требуемому значению выпрямленного напряжения, то можно не использовать трансформатор. В трехфазных выпрямителях могут отсутствовать сглаживающие фильтры, так как пульсации в них сравнительно небольшие. В некоторых случаях может отсутствовать стабилизатор.

Индуктивные фильтры обычно применяют в трехфазных выпрямителях средней и большой мощностей, т. е. в выпрямителях, рабо-

Недостатком однотактных схем выпрямителей является плохое использование трансформаторов, у которых ток во вторичной обмотке протекает только в положительные полупериоды напряжения (в однофазных выпрямителях) и в течение одной трети каждого периода (в трехфазных выпрямителях).

В трехфазных выпрямителях пульсация тока значительно меньше, так как меньше коэффициенты пульсации напряжения и выше частоты переменной составляющей.

В большинстве случаев коммутация является нормальной, если коэффициент пульсации тока якоря в мощных двигателях не превышает значения s,-=0,2. Сгладить ток до такого значения не представляет труда ни в трехфазных выпрямителях, ни в импульсных регуляторах, где частота пульсаций высокая. Исключение представляют однофазные выпрямители, где нужно применять очень надежные с точки зрения коммутации двигатели.

В момент 02 наиболее положительным становится вторичное напряжение вгв и отпирается диод V2 или, если V2 — тиристор, то на него в момент Q2 подается управляющий импульс. При отпирании V2 и^=е2В и фк = е2в, этим потенциалом на катоде надежно запираются VI и V3. В момент 63 появляется возможность отпереть V3 и на нагрузке устанавливается Ud = e2c- Таким образом, в каждый момент проводит тиристор, потенциал анода которого наиболее положителен, в точках естественного отпирания происходит переход тока с одного вентиля на другой. Напряжение ud представляет собой кривую, образованную из отрезков синусоид фазных напряжений, имеющих на данном интервале наиболее положительный потенциал. Кривая ud пульсирует с периодом в 3 раза меньшим, чем период частоты сети, частота пульсации а)п = Зсосети- Коэффициент пульсации напряжения q может быть найден по формуле (5,3) при подстановке т = 3; получаем <7=0,25. Пульсация выходного напряжения в трехфазных выпрямителях меньше, чем в однофазных, а частота пульсации выше, что позволяет сгладить пульсацию фильтром с меньшей мощностью реактивных элементов.

6.10. Объяснить влияние индуктивности рассеяния па процессы в трехфазных выпрямителях. Вывести формулу внешней характеристики трехфазного нулевого выпрямителя.

Схема генератора линейно-нарастающего напряжения, применяемая в трехфазных выпрямителях, показана на 8.7, а, В этой схеме линейное напряжение получается в результате специального соединения вторичных обмоток трехфазного трансформатора и соответствующего включения диодов. На 8.7,6 показаны кривые

В момент 92 наиболее положительным становится вторичное напряжение е2в и отпирается диод V2 или, если V2 — тиристор, то на него в момент 02 подается управляющий импульс. При отпирании V2 иа = е-2в и фк = е2в, этим потенциалом на катоде надежно запираются VI и V3. В момент 93 появляется возможность отпереть V3 и на нагрузке устанавливается и^ — егс. Таким образом, в каждый момент проводит тиристор, потенциал анода которого наиболее положителен, в точках естественного отпирания происходит переход тока с одного вентиля на другой. Напряжение ил представляет собой кривую, образованную из отрезков синусоид фазных напряжений, имеющих на данном интервале наиболее положительный потенциал. Кривая Ud пульсирует с периодом в 3 раза меньшим, чем период частоты сети, частота пульсации соп = Зшсетн. Коэффициент пульсации напряжения q может быть найден по формуле (5.3) при подстановке ?л —3; получаем д—0,25. Пульсация выходного напряжения в трехфазных выпрямителях меньше, чем в однофазных, а частота пульсации выше, что позволяет сгладить пульсацию фильтром с меньшей мощностью реактивных элементов.

6.10. Объяснить влияние индуктивности рассеяния па процессы в трехфазных выпрямителях. Вывести формулу внешней характеристика трехфазного нулевого выпрямителя.

В настоящее время серийно выпускают выпрямительные столбы и блоки, содержащие в одном корпусе совокупности диодов или полные схемы выпрямителей. Соответствующим соединением внешних выводов можно получить параллельное или последовательное включение диодов, схемы мостовых однофазных и трехфазных выпрямителей, удвоителей напряжения и др. На 2.3, а

Характер внешней характеристики трехфазных выпрямителей такой же, как и у однофазных выпрямителей.

3. Выпрямители большой мощности, как правило, выполняются трехфазными, поскольку технические параметры трехфазных выпрямителей выше (см. § 6.4—6.5) и они обеспечивают равномерную загрузку трехфазной сети.

Составные 12-пульсные (т = 12) выпрямители можно создать при параллельном или последовательном соединении двух мостовых трехфазных выпрямителей ( 6.16, а, б). В выпрямителе по 6.16, а вентильные комплекты подключены к нагрузке последовательно, поэтому напряжение на нагрузке равно сумме напряжений двух мостов: UH = Udi + Ud2. Выходной ток первого моста протекает через нагрузку, а затем замыкается через второй вы-

Трехфазные выпрямительные схемы применяются главным образом для питания потребителей большой мощности. Они равномерно нагружают сеть трехфазного тока и отличаются высоким коэффициентом использования силового трехфазного трансформатора. В современных устройствах промышленной электроники и электроавтоматики используются разнообразные схемы трехфазных выпрямителей. Наиболее типичной из них является простая трехфазная схема с нулевым выводом, Которая может быть использована как в автономном режиме, так и входить в состав более сложных выпрямителей трехфазного тока. Рассмотрим работу этой схемы в случае чисто активного характера нагрузки.

13. Расскажите о работе трехфазных выпрямителей.

По количеству выпрямленных полуволн различают однополупериодные и двухполупериодные выпрямители. По числу фаз питающего напряжения различают однофазные, двухфазные, трехфазные и шестифазные выпрямители. При этом под числом фаз питающего напряжения понимают число питающих напряжений с отличными друг от друга начальными фазами. Так, например, если для работы выпрямителя требуется одно-единственное питающее напряжение, то такой выпрямитель будет однофазным. Если же для работы выпрямителя требуются два питающих напряжения, сдвинутых друг относительно друга на какой-либо угол (чаще всего на 180°), то такой выпрямитель называют двухфазным. Аналогично, если для работы выпрямителя требуются три питающих напряжения, сдвинутые друг относительно друга на угол, равный 120°, то такой выпрямитель называют трехфазным. Шестифазные выпрямители состоят из двух групп трехфазных выпрямителей, питаемых противофазными напряжениями трехфазной сети.

Схемы трехфазных выпрямителей, получивших наиболее широкое распространение в ИВЭП, приведены на 30.4. Первичные обмотки трансформаторов Тр могут включаться по схеме звезды или треугольника, а вторичные обмотки включены по схеме звезды. На 30.4 а приведена схема трехфазного выпрямителя с отводом от нулевой точки 0' вторичных обмоток. На 30.5 а приведены временные диаграммы напряжений и токов для этой схемы при резистивной нагрузке без фильтра. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения составляет КП = 25%, в то время как для двухполупериодного однофазного выпрямителя он составляет 67%, при этом частота пульсаций в три раза выше частоты

3. Выпрямители большой мощности, как правило, выполняются трехфазными, поскольку технические параметры трехфазных выпрямителей выше (см. § 6.4—6.5) и они обеспечивают равномерную загрузку трехфазной сети.

Составные 12-пульсные (т = 12) выпрямители можно создать при параллельном или последовательном соединении двух мостовых трехфазных выпрямителей ( 6.16, а, б). В выпрямителе по 6.16, а вентильные комплекты подключены к нагрузке последовательно, поэтому напряжение на нагрузке равно сумме напряжений двух мостов: UH — U
ботающих параллельно на общую нагрузку. Уравнительный реактор имеет сердечник, на котором размещена обмотка, имеющая вывод от средней точки. Он воспринимает (при токе нагрузки, превышающем примерно 1 % номинального) разность мгновенных значений выпрямленных напряжений двух трехфазных выпрямителей и обеспечивает тем самым их параллельную работу. При этом в выпрямленном напряжении исключаются некоторые гармонические, так что схема работает как шестипульсная.