Содержание курса лекций по дисциплине: “Устройства преобразовательной техники”, страница 4

                                                           (11)

На рис. 6 φ₁ и φ₂ отсчитаны от начала фазной ЭДС е_В.

Уменьшение j приводит к возрастанию c.

        

      Рис. 7. Преобразователь со схемой           Рис. 8. Диаграмма напряжений.

искусственной коммутации.

Устройство схемы: L_ДР – зарядный дроссель, С_ав, С_вс, С_ас – коммутирующие емкости.

Принцип действия: Когда VS1 открыт, С_ав и С_ас заряжаются, I_vs1>0. С_вс – не заряжается, т.к. от разных фаз через него ток протекал бы встречно. Поэтому на VS3 относительно X_a подается напряжение U_Xв+U_Сав=e_a ещё до точки пересечения e_a и e_в и VS3 может быть включен с приходом на него управляющего сигнала.

Достоинства схемы:

─  емкость конденсаторов в 5,5 раз меньше по сравнению со статическими компенсаторами.

Недостаток:

─  малый диапазон изменения U_нα, т.к. угол регулирования α возможно изменить только в интервале 30⁰.

Применение несимметричных преобразователей (с целью увеличения коэффициента мощности)

Однофазные схемы

Построены по следующим вариантам:

Рис. 9. Однофазные несимметричные схемы.

Вентили шунтируют L_Н, тем самым, препятствуя прохождению реактивной составляющей тока (от L_H) через первичную обмотку трансформатора, поэтому j₁ в несимметричных схемах меньше, чем в симметричных.

Возможно применение двух последовательно соединённых преобразователей с несимметричными α₁ и α₂ (α₁ ≠ α₂).

Трёхфазные схемы

Рис. 10. Трёхфазная несимметричная схема.

Рис. 11. Временные диаграммы токов и напряжений.

При симметричном преобразователе (левая часть рис. 11), при углах регулирования  и индуктивности нагрузки  вентили работают в отрицательную часть полупериода фазной ЭДС, преобразователь потребляет из сети реактивную мощность.

При несимметричном преобразователе (правая часть рис. 11) на участке  одновременно работают VS1 и VD2, поэтому индуктивность разряжается через цепь работающих вентилей, ток не проходит через первичную обмотку трансформатора, а следовательно не потребляется из сети реактивная мощность. Коэффициент мощности χ улучшается за счёт уменьшения φ, не смотря на то, что коэффициент несинусоидальности υ меньше, чем у симметричного преобразователя, т.к. в U_нα присутствуют помимо нечётных ещё и чётные гармонические составляющие.

Применение нулевого диода (нулевого вентиля)

Если в однофазную схему с выводом нулевой точки трансформатора включить VD₀, то временные диаграммы изменения первичных токов (i₁ и i'₁), без учёта угла коммутации γ, будут соответствовать рис. 13.

Рис. 12. Однофазная схема с выводом нулевой точки трансформатора и VD₀.

Рис. 13. Временные диаграммы токов и напряжений схемы с VD₀.

i₁ и i₁' – ток в первичной обмотке трансформатора при наличии и в отсутствии нулевого вентиля. При .

i₁₍₁₎ и i₁₍₁₎' – первая гармоническая составляющая токов i₁ и i₁' соответственно.

 – в первичной обмотке трансформатора без VD₀, следовательно, . В схеме с VD₀ на участке работы преобразователя: t = p ¸ p+a, будет работать диод VD₀.

 – в первичной обмотке трансформатора при наличии VD₀, следовательно, . Коэффициент мощности, определяющийся как, будет больше, чем при j₂=a.

Аварийные режимы работы преобразователей

Виды аварийных процессов преобразователей

По месту возникновения аварийного режима различают:

Ø Внешний аварийный режим:

·  возникает при коротком замыкании в нагрузке;

·  коротком замыкании  в питающей сети;

·  обрыве фазы питающей сети;

·  понижении напряжения питающей сети;

·  перегрузке преобразователя током выше номинального.

Ø Внутренний аварийный режим:

·  нарушения в работе СИФУ;

·  пробой вентилей (в прямом и обратном направлении).

Величина I_{авар. max} зависит от многих факторов:

·  от места возникновения (внутреннее КЗ, внешнее КЗ);

·  момента времени возникновения аварийного режима относительно изменяющегося напряжения сети (переход U_Ф через ноль);