Электротехника \ Электронная техника и преобразователи в электроснабжении

Преобразование электроэнергии. Схемы выпрямления. Принцип действия и основные соотношения. Сложные нулевые схемы выпрямления. Теория работы мостовых схем выпрямления, страница 17

          Меньший наклон внешней характеристики (А = 0,26) обеспечивает более стабильное напряжение в тяговой сети, реализацию данной мощности при меньшем токе, а следовательно, и при меньших потерях в оборудовании подстанции и в тяговой сети.

5.2. Сложная двенадцатипульсовая схема выпрямления

 параллельного типа

В двенадцатипульсовой схеме выпрямления параллельного типа (рис. 28, а) соединение секции выполнено с помощью уравнительного реактора (УР).

Принцип действия его и конструкция аналогичны приведенным в п. 3.1. Обеспечивая независимую работу двух секций, УР делит ток нагрузки по двум контурам, в каждом из которых последовательно включены два вентиля и фазы вторичной обмотки соответствующей секции.

Результирующее напряжение

                                               (120)

а  

          Естественно, что на всех элементах схемы (на вторичных обмотках и в вентильных плечах) напряжение будет вдвое больше, чем в последовательной схеме. Но каждая секция коммутирует лишь 0,5 Id, и тогда: действующие значения токов вентильных обмоток равны:

                               (121)

          Кривая тока сетевой обмотки рассматриваемой схемы построена на диаграмме (рис. 28, е). Его действующее значение равно

                                                                   (122)

 Рис. 28. Двенадцатипульсовая схема выпрямления параллельного типа и

временные диаграммы электромагнитных процессов в ней

Так как каждое вентильное плечо открыто 2π/3 и пропускает только половину тока нагрузки (0,5 Id), то:

– максимальное значение тока вентильного плеча IVD max = 0,5 Id;

          – среднее значение тока вентильного плеча IVD ср = Id / 6.

          Максимальное значение обратного напряжения на вентильном плече равно

UVD max = = 1,045 Ud0.                                   (123)

          Коммутация тока идет внутри секции под большим напряжением, но коммутируется меньший ток, и это сохранит величину угла γ и наклон внешней характеристики (А = 0,26).

Уравнительный реактор попадает под разность мгновенных значений выпрямленных напряжений двух секций, напряжение на нем имеет шестикратную частоту по сравнению с напряжением питающей сети (f = 300 Гц) при амплитуде 0,14 Ud0.

Мощность уравнительного реактора при этих условиях равна Sур = 0,021.

Мощности вторичных обмоток  

Мощность сетевой обмотки .

          Типовая мощность трансформатора

                               (124)

Теоретически при Id < Idкр во внешней характеристике этой схемы существует пик напряжения холостого хода, но величина его лишь 3 % от Ud0.

6. Сложные m-пульсовые мостовые схемы выпрямления

Из рассмотренных выше схем двенадцатипульсовые схемы выпрямления обладают лучшими технико-экономическими показателями. Дальнейшее их повышение возможно созданием мостовых выпрямителей с повышенным числом пульсаций в кривой выпрямленного напряжения (m = 18, 24, 36, 48…). При этом достигается следующее:

– уменьшаются размахи колебаний пульсаций и улучшается гармонический состав кривой выпрямленного напряжения;

– улучшаются формы токов, потребляемых из питающей сети (приближаются к синусоидальной форме);

– более полно используются трансформаторы;

– повышаются значения коэффициентов мощности и полезного действия;

– снижаются значения коэффициентов наклона внешних характеристик, а следовательно они становятся более пологими.

Однако выбор наиболее рациональной схемы выпрямления трехфазного тока для выпрямителей того или иного назначения осуществляется путем технико-экономического сравнения вариантов с учетом конкретных условий и требований как потребителе постоянного тока, так и электроснабжающих организаций (систем).

Для примера рассмотрим варианты создания сложных многопульсовых выпрямителей с числом пульсаций в кривой выпрямленного напряжения m = 18 и m = 24.

6.1. Трехфазная восемнадцатипульсовая мостовая схема выпрямления

Тройная трехфазная мостовая схема выпрямления, обеспечивающая восемнадцатикратную пульсацию выпрямленного напряжения (m = 18) за период питающего напряжения, может быть реализована следующим образом.

Скачать файл