Выпрямительная установка

Тиристоры как управляемые переключатели, обладающие выпрямительными свойствами, нашли широкое применение в управляемых выпрямителях, инверторах, коммутационной аппаратуре.

Аналогичные процессы протекают при контакте металла с дырочным полупроводником. При WM > Wn часть электронов переходит в металл ( 1.5, в) и поле, возникшее в полупроводнике, способствует перемещению дырок к контакту. В приконтактном слое повышается концентрация дырок и возникает обогащенный основными носителями слой, не обладающий выпрямительными свойствами.

При 1FM < Wa в дырочном полупроводнике образуется обедненный основными носителями слой, обладающий выпрямительными свойствами ( 1.5, г).

Запирающие слои обладают выпрямительными свойствами, т. е. величина протекающего через них тока зависит в сильной степени от полярности приложенного к ним напряжения. Выпрямительные свойства контакта металл — полупроводник подробно рассмотрены в § 1.9. Свойства выпрямляющих контактов металл — полупроводник широко используются в тонкопленочных структурах для создания пленочных диодов и .транзисторов. Омический контакт применяется в диодах, транзисторах, в интегральных схемах и др. Этот контакт обладает малым сопротивлением, не искажает форму передаваемого сигнала и не создает в цепи электрических шумов. Для получения качественного контакта используют специальную технологию (см. гл. 3).

Ф2 при х — d (d — ширина диэлектрика) по нелинейному закону, что является следствием влияния пространственного заряда, образовавшегося в диэлектрике. Несимметричная структура МДМ при приложении к ней постоянного напряжения различной полярности обладает выпрямительными свойствами, поэтому такая структура иначе называется аналоговым или диэлектрическим диодом.

л = 3 ...8 (коэффициент, зависящий от типа диэлектрика и технологических факторов). На участке 4 происходит заполнение мелких ловушек и плотность тока изменяется по квадратичному закону. На участке 5 начинают проявляться пробойные явления в диэлектрике. В запирающем направлении плотность тока уменьшается по линейному закону на незначительную величину, вольт-амперная характеристика аналогична характеристике диода и обладает выпрямительными свойствами.

вает большие значения токов в проводящем направлении и ничтожно малые — в обратном. Такой диод обладает выпрямительными свойствами. Диэлектрические триоды в отличие от диодов .имеют третий электрод, аналогичный сетке в электровакуумном Tpf оде. Этот электрод помещают вне диэлектрика, что обеспечивает изменение распределения потенциала в последнем.

В плавном р — n-переходе концентрация примесей меияе}гся постепенно, поэтому он обладает плохими выпрямительными свойствами. Переход считается резким в том случае, когда концентрация примесей в нем существенно меняется на отрезке, меньпем ID (см. § 1.6). При скачкообразном изменении концентрации примесей переход называется ступенчатым. Характер распределения примесей в р — n-переходе представлен на 3.2.

На практике встречаются переходы типа р — р+ и п — п+. Особенность этих переходов заключается в том, что при подаче на них внешнего напряжения инжекция неосновных носителей незначительна (о влиянии инжекции неосновных носителей на характеристики полупроводниковых приборов см. § 1.10), поэтому они не обладают выпрямительными свойствами и используются при изготовлении омических контактов.

*/ р-п-переходом называют границу между областями полупроводника р- и п-типа. p-n-переход обладает выпрямительными свойствами.

Во-вторых, контакты полупроводников, имеющих различный характер электрической проводимости, обладают выпрямительными свойствами.

питания ИН требуется трансформаторно-выпрямительная установка. При автономном питании ИН применяются химические источники и генераторы постоянного тока (коллекторные, вентильные, униполярные, магнитогазодинамические). В отдельных случаях питание ИН может осуществляться от предварительно заряженных конденсаторов или индуктивных элементов (см. § 2.4.3).

ТДНПВ-25000/10 (выпрямленный ток 25 кА, напряжение 425В, мощность 13200кВ • А). Трансформатор выполнен с одной первичной обмоткой /, переключающейся со звезды на треугольник, и четырьмя вторичными обмотками 2, соединенными в звезду и треугольник. Схема предусматривает регулирование выпрямленного напряжения в пределах 140—450 В, что достигается путем переключения обмоток со звезды на треугольник и наличием ступеней регулирования на обмотке ВН. В четырех выпрямительных шкафах 4 размещаются 192 кремниевых вентиля, аппаратура их защиты и сигнализации. Вентили соединяются (по схеме Ларионова) в трехфазный мост и дают выпрямленный ток 6250 А и напряжение 425 В (от каждого шкафа). Для плавного регулирования выпрямленного напряжения в плечи выпрямительных мостов включаются дроссели насыщения 3 с регулируемой индуктивностью. На выводах НН трансформатора для защиты выпрямительной установки предусмотрены быстродействующие короткозамыкатели. После срабатывания короткозамыкателей выпрямительная установка на стороне ЮкВ отключается от сети. Блоки отключаются от сборных шин постоянного тока разъединителями 5 или автоматами.

Простейшая схема подключения аккумуляторной батареи, работающей с постоянным подзарядом, приведена на 10-11. Зарядный генератор (или выпрямительная установка с автоматической стабилизацией напряжения на шинах), батарея и нагрузка подключены к шинам постоянного тока. В нормальных условиях напряжение на сборных шинах установки обычно поддерживают на 5% выше номинального напряжения сети постоянного тока. В цепях отходящих линий и батареи установлены рубильники Р и плавкие предохранители П, а в цепи зарядного генератора — рубильник Р и автомат А. Последний предназначен для отключения генератора при перегрузках и коротких замыканиях, а также при переходе генератора в режим двигателя.

Простейшая схема подключения аккумуляторной батареи, работающей с постоянным подзарядом, приведена на 10.12. Зарядный генератор (или выпрямительная установка с автоматической стабилизацией напряжения на ши-30*

Питание двигателей независимого возбуждения осуществляется в некоторых случаях от общей сети постоянного тока, однако чаще для питания двигателей используется отдельный источник энергии: генератор постоянного тока или выпрямительная установка, выполненная на управляемых или неуправляемых вентилях.

За рубежом для мощных преобразователей (подстанций с большим числом вентильных агрегатов) применяются эквивалентные многофазные режимы с числом фаз выпрямления значительно превышающим 12 при 6-фазном выпрямлении каждого из агрегатов. Такие режимы осуществляются как за счет использования указанного выше соединения обмоток для получения эквивалентного 12-фазного режима выпрямления, так и за счет дополнительного сдвига токов одноименных фаз различных агрегатов с помощью специальных фазоповоротных трансформаторов, включенных перед анодными трансформаторами, либо соединением в зигзаг обмоток регулировочных трансформаторов, предвключенных анодным трансформатором агрегатов. В результате этого векторы фазных напряжений всех N агрегатов подстанции образуют симметричную звезду с числом лучей, равных бЛ", и сдвигом между векторами напряжения на угол 360°/6./V, а вся выпрямительная установка в целом будет работать в этом случае при 6Л^-фазном эквивалентном режиме.

торов, включенных перед анодными трансформаторами, или соединением в зигзаг обмоток регулировочных трансформаторов, включенных также перед анодным трансформатором. В результате этого векторы фазных напряжений всех N агрегатов подстанции образуют симметричную звезду с числом лучей, равным 6N, и сдвигом между векторами напряжения на угол 360°/6/V; вся выпрямительная установка в целом в этом случае работает при 6М-фазном эквивалентном режиме;

Простейшая схема подключения аккумуляторной батареи, работающей с постоянным подзарядом, приведена на 10.12. Зарядный генератор (или выпрямительная установка с автоматической стабилизацией напряжения на ши-30*

Рациональное построение схемы сети с точки зрения снижения несинусоидальности состоит, например, в питании нелинейных нагрузок от отдельных линий или трансформаторов либо подключении их к отдельным обмоткам трехоб-моточных трансформаторов. На 5.10 приведены схемы питания района города от ЦП шин низшего напряжения районной подстанции, на которой установлен трансформатор Т. Нагрузка Sn.n питается непосредственно от шин ЦП, а нагрузка 5Р.П — от шин распределительного пункта РП. На 5.10, а выпрямительная установка (ВУ) электротяговой подстанции через специальный трансформатор Тв,у присоединена к шинам РП. Если кши больше допустимой величины, то для снижения несинусоидальности надо питать ВУ от отдельной линии ЦП—РП ( 5.10,6). Другой способ рационального построения сети состоит в применении в преобразовательных агрегатах трансформаторов с первичным напряжением 110—220 кВ ( 5.10, в), исключающих влияние несинусоидальности на потребителей

Система возбуждения с возбудителем 50 Гц и статическими выпрямителями (статическая тиристорная система независимого возбуждения). В этой системе возбуждения ( 20.17) группа статических выпрямителей преобразует переменный ток возбудителя GE с частотой 50 Гц в постоянный. Возбудителем является синхронный генератор, расположенный на одном валу с возбуждаемым генератором (независимое возбуждение). Статическая выпрямительная установка состоит из управляемых полупроводниковых кремниевых выпрямителей — тиристоров.

последней использованы тиристоры, на которые подается напряжение от статора генератора через специальный выпрямительный трансформатор ТА1, подключенный к выводам обмотки статора, и последовательный трансформатор ТА2, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь статора со стороны нулевых выводов генератора. Применяются также схемы только с выпрямительным трансформатором. Выпрямительная установка состоит из двух групп тиристоров: рабочей группы VD1, которая обеспечивает основное возбуждение в нормальном режиме, и форси-ровочной группы VD2, которая обеспечивает возбуждение синхронной машины при форсировке. Рабочие тиристоры подключены к низковольтной части обмотки выпрямительного трансформатора, а форсировочные — через последовательный трансформатор — к высоковольтной части обмотки выпрямительного трансформатора. Управление тиристорами осуществляется от систем управления AVD1 и AVD2 через трансформаторы собственных нужд ТА VD1 и TAVD2. Начальное возбуждение генератор получает от резервного возбудителя.