Управляемом выпрямителе

Рассмотрим работу однофазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом трансформатора ( 10.44). Режим работы выпрямителя в общем случае ^ависит от значения параметров цепи на-

Инвертирование постоянного напряжения в трехфазную или многофазную систему напряжений осуществляется аналогично. Обычно в инверторе вместо источника с постоянной ЭДС Е используются выпрямленное напряжение сети переменного тока. Применение для этой цели управляемого выпрямителя (см. 10.48) дает дополнительные возможности управления асинхронным двигателем.

Пренебрегая сопротивлением цепи якоря, полагая индуктивность сглаживающего фильтра L . -*• °° и учитывая регулировочную характеристику управляемого выпрямителя (10.15), определим постоянную ЭДС якоря;

При этом способе регулирования напряжение может быть изменено, если якорь питается от отдельного управляемого генератора (система генератор—двигатель) или от управляемого выпрямителя, выполненного на базе полупроводниковых приборов. Подобные системы регулирования применяются в различных автоматических регуляторах подачи долота, а также в приводе ротора буровых установок БУ-3000 БЭ.

Изменения значений ?/2 и /2 осуществляются изменением входного постоянного напряжения инвертора — выходного напряжения управляемого выпрямителя.

отклонению, состоящий из измерителя напряжения 3, формирующего сигнал, пропорциональный отклонению напряжения основной обмотки 2 от заданного, системы управления 4 и передатчика 5, обеспечивающего передачу сигнала рассогласования на вращающийся ротор, и управляемого выпрямителя 7, размещенного на роторе. Регулирование "в основном" осуществляет система компаундирования, корректор напряжения изменяет ток в обмотке возбуждения 6 генератора путем управления углом зажигания тиристоров, размещенных на роторе управляемого выпрямителя 7.

Выбор решений из множества возможных производится на основе сформулированных в подразд. 2.2 критериев и с учетом ограничений. Это четвертый и очень ответственный этап проектирования. Здесь также не нужны второстепенные детали, кроме тех, что позволяют целенаправленно, по критериям, сравнивать решения. Здесь очень важны верные главные оценки. Например, в упоминавшемся примере - электроприводе центробежного насоса - при примерно одинаковой управляемости, т.е. возможности иметь одинаковые показатели по техническому критерию, асинхронный короткозамкнутый двигатель будет легче двигателя постоянного тока в 2,5 - 3 раза и дешевле в 3 - 4 раза, но стандартный преобразователь частоты тяжелее и дороже управляемого выпрямителя в 4-5 раз. Кроме того, можно рассматривать варианты со специальными преобразователями, не забывая ограничение по стоимости, надежности и т.д.

Принципиальная схема электропривода по системе ТП—Д приведена на 7.5. Электропривод содержит двигатель Д и тиристорный преобразователь переменного тока в постоянный, состоящий из управляемого выпрямителя УВ, сглаживающего дросселя Др, согласующего трансформатора Тр и системы управления СУ.

Регулирование зарядного процесса может осуществляться посредством инвертора, и в этом случае используется неуправляемый выпрямитель В (см. 3.15, а). Система управления, на которую поступают сигналы обратной связи ОС по зарядному току и напряжению на ЕН. регулирует момент времени включения тиристоров, благодаря чему изменяются выходные напряжения и токи инвертора. Наиболее распространено регулирование, обеспечивающее максимум КПД при /Сн = const или постоянство мгновенной мощности uClt(t)iCu(t) = const. Если регулирование производится посредством управляемого выпрямителя, то инвертор выполняется нерегулируемым.

3.27. К принципу действия управляемого выпрямителя: а—схема; б—диаграмма напряжений; в — ВАХ тиристора; г — аппроксимирующая функция

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.

3. В управляемом выпрямителе установлены тиристоры типа КУ-Ю1Б (/пр.Доп=75 мА, ?/обРтах=50 В, РКтах=150 мВт,

В управляемом выпрямителе первая гармоника тока сдвинута относительно напряжения трансформатора на угол а,что ухудшает коэффициент мощ-

Если полюсное регулирование частоты вращения не вызывает затруднений, то якорное регулирование, обеспечивающее широкий диапазон изменения частоты вращения, требует усложнения управляемых коммутаторов. Для этого в цепь якоря вводится широтно-импульс-кый модулятор. При якорном управлении вентильными двигателями средней и большой мощности регулирование частоты вращения осуществляется за счет регулирования тока в управляемом выпрямителе. Как и в двигателях постоянного тока, при глубоком регулировании частоты вращения вентильных двигателей усложняется схема регулирования и растут потери в коммутаторе.

6.2. Временные диаграммы токов и напряжений в однофазном нулевом управляемом выпрямителе при работе на активную (а) и актив* но-индуктивную (б, в) нагрузки: б — режим прерывистого тока; е — режим непрерывного тока

При отсутствии потерь в дросселе Ld среднее значение напряжения [7(/р =—Ud должно быть равно напряжению источника ?„. При увеличении ?H>?dp возрастает ток Id. Учтем влияние анодных индуктивностей (см. § 6.2.4) на коммутационные процессы. Временные диаграммы представлены на 6.7, б. Индуктивности трансформатора Ха препятствуют нарастанию и спаду анодных токов, поэтому па протяжении угла коммутации у VI и V2 открыты одновременно, при этом Ud(t)=Q. Как и в управляемом выпрямителе, коммутационное падение напряжения их. уменьшает положительную часть uj., среднее значение Ud с ростом /,( и Y уменьшается, a V^ --—Ud увеличивается.

вом управляемом выпрямителе и зависимом инверторе (режим непрерывного тока)

6.12, Временные диаграммы напряжения u,i в трехфазном мостовом управляемом выпрямителе и зависимом инверторе

6.2. Нарисовать временные диаграммы, написать и вычислить интегралы, связывающие Ed и Е2, /2 и /d в однофазном управляемом выпрямителе ори а = 45° и активной нагрузке, при активно-индуктивной нагрузке в режиме непрерывного тока.

6.3. Нарисовать временные диаграммы ч,,, i,i, ии, /а в однофазном управляемом выпрямителе (активно-индуктивная нагрузка) при а=120° и зависимом инверторе при «=120°. Объяснить различие в этих диаграммах.

6.5. Объяснить процессы коммутации в однофазном управляемом выпрямителе и ведомом инверторе, вывести уравнение внешней характеристики выпрямителя и входной характеристики инвертора. Почему первая из них при увеличении 1Л имеет падающий характер, а вторая — • возрастающий (объяснить с помощью временных диаграмм «,/) ?

6.2, Временные диаграммы токов и напряжений в однофазном нулевом управляемом выпрямителе при работе на активную (а) и актив» но-индуктивную (б, в) нагрузки: б — режим прерывистого тока; в —-режим непрерывного тока