Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электронная техника и преобразователи в электроснабжении», страница 8

Лабораторные работы 5, 6

ИССЛЕДОВАНИЕ  ШЕСТИПУЛЬСОВЫХ  МОСТОВЫХ  СХЕМ

ВЫПРЯМЛЕНИЯ

     Цель работы: исследовать условия работы трансформаторов и вентильных плеч в двухтактных мостовых схемах; на основе характеристик и параметров оценить достоинства схем.

Характерной особенностью мостовых схем выпрямления является одновременная работа двух вентилей, попадающих под максимальное линейное напряжение. В отличие от нулевых схем, которые выпрямляют фазное напряжение, мостовые схемы выпрямляют линейное. В результате этого в кривой выпрямленного напряжения число пульсаций вдвое больше числа фаз вентильных обмоток, т. е. при числе фаз вентильной обмотки m2 = 3 число пульсаций в кривой выпрямленного напряжения m = 6.

Шестипульсовые мостовые схемы выпрямления разомкнутого и замкнутого типа, а также электромагнитные процессы в них приведены на рис. 8 и 9 соответственно.

Условия работы вентилей в мостовых схемах отличаются от условий в нулевых. Особенно важно, что трансформатор в мостовых схемах работает в двухтактном режиме. Это обусловливает хорошее использование обмоток трансформатора, типовая мощность которого значительно меньше, чем у простых нулевых схем.

Коммутация тока в мостовых схемах происходит между вентилями одной группы (катодной или анодной), а влияние ее на показатели выпрямителя аналогично указанному выше для нулевых схем.

Рис. 8. Шестипульсовая мостовая схема выпрямления разомкнутого типа (схема Ларионова) и временные диаграммы электромагнитных процессов в ней

Рис. 9. Шестипульсовая мостовая схема выпрямления замкнутого типа и

временные диаграммы электромагнитных процессов в ней

Достаточно простые схемы соединения обмоток трансформатора, рациональное использование электротехнических материалов и высокая надежность определяют технико-экономическое преимущество мостовых схем выпрямления и инвертирования перед нулевыми. Мостовые схемы широко применяются для питания мощных высоковольтных потребителей. На тяговых подстанциях электрических железных дорог постоянного тока 18 % выпрямителей включены в настоящее время по шестипульсовым мостовым схемам выпрямления.

Программа экспериментального исследования предусматривает изучение шестипульсовых мостовых схем разомкнутого (лаборат. раб. 5, рис. 8, а) и замкнутого (лаборат. раб. 6, рис. 9, а) типа.

Лабораторные работы 7, 8

ИССЛЕДОВАНИЕ  ДВЕНАДЦАТИПУЛЬСОВЫХ  МОСТОВЫХ  СХЕМ  ВЫПРЯМЛЕНИЯ

Цель работы: изучить способы улучшения качества электрической энергии в системах с преобразователями; исследовать характеристики и параметры сложных двухмостовых схем выпрямления и выявить их достоинства по сравнению с шестипульсовыми.

Улучшения качества выпрямленного напряжения и потребляемого из питающей сети тока, а соответственно и повышения технико-экономической эффективности выпрямителей можно достичь при использовании двенадцатипульсовых схем.

Это сложные схемы, являющиеся результатом либо последовательного      (рис. 10, а), либо параллельного (рис. 11, а) соединения двух секций, каждая из которых представляет собой простую шестипульсовую мостовую схему выпрямления. Различие между секциями состоит с том, что у одной из них вентильная обмотка трансформатора соединена по схеме «звезда», а у другой – по схеме «треугольник». В результате этого кривые выпрямленных напряжений секций сдвинуты одна относительно другой на угол 30о, а результирующее напряжение на выходе выпрямителя имеет двенадцатипульсовую форму.

Для исследования предлагаются двенадцатипульсовые схемы последовательного (лаборат. раб. 7, рис. 10, а) и параллельного (лаборат. раб. 8, рис. 11, а) типа. Электромагнитные процессы в сложных двенадцатипульсовых мостовых схемах выпрямления последовательного и параллельного типа приведены соответственно на рис. 10, б-ж и 11, б-е.

Рис. 10. Двенадцатипульсовая схема выпрямления последовательного типа и временные диаграммы электромагнитных процессов в ней

Рис. 11. Двенадцатипульсовая схема выпрямления параллельного типа и

временные диаграммы электромагнитных процессов в ней