Устройства преобразовательной техники. Виды аварийных процессов преобразователей, страница 2

U_H = A₀ + A₁sin wt + A₂sin2wt + A_n sin nwt

F_q = q k_П f_c – частота пульсации

q = 1….n

k_П = m₂  ,                                                         k_П = 2m₂

(однотактные схемы)               (двухтактные схемы)

Влияние гармонических составляющих на питающую сеть.

1.  Перегрев генераторов, вырабатывающих электрическую энергию

2.  Мощность передающих звеньев (большие потери) в передающих линиях (Z_L=wL).

3.  Искажение формы напряжения питающей сети за счет потерь напряжения в линии.

4.  Уменьшение коэффициента мощности х за счет потребления несинусоидального тока.

Коэффициент мощности управляемых преобразователей.

Отношение активной мощности к полной:

        - если ток и напряжение синусоидальные

  - если несинусоидальные

Полная мощность:

  

c = n cosj₍₁₎   

      - коэффициент несинусоидального тока (показывает насколько ток отличается от синусоидального).

Рис. 13.

Рис. 14.

 , , 

При a­  => U_na® 0 ,     a®90⁰

c = 0,3-0,5

Способы повышения мощности:

1.  Применение сетевых фильтров.

Рис. 15.

В цепи L_ф – С_ф может наступать резонанс напряжения.

L_ф :С_ф

q ®  резонанс (основная гармоника (вторая) в сеть не проходит).

f_C<f_q  , Z_Lфfф < Z_Lфfq

f_C - wL_ф®0   ,   Z_Lф:Сф®Z_Cф

(емкость компенсирует отставание напряжения по фазе).

2.  Ступенчатое изменение U сети.

Рис. 16.

a₃ <a₂

Возможен способ переключения отпаек трансформатора как в первичной обмотке (рекомендуется во вторичной). Чем меньше a, тем лучше c.

3.  Применение компенсационных преобразователей.

3.1.  Искусственная коммутация.

Рис. 17.

                                     

Обычная схема.

        

          Рис. 18.                                                Рис. 19.

Когда VS1 открыт, С_ав и С_ас разряжается, I_vs1>0.

Достоинства схемы: емкость конденсаторов в 5,5 раз меньше по сравнению со статическими компенсаторами.

Недостаток: малый угол регулирования (в интервале 30⁰).

3.2. Применение несимметричных преобразователей (с целью увеличения коэффициента мощности).

I.  Однофазные схемы могут быть построены по следующему:

1) 2)

Рис. 20.                                                                               Рис. 21.

Вентили отсекают, шунтируют L_Н, тем самым, отсекая отрицательный ток или a₁ ¹ a₂

II.  Трёхфазные.

Рис. 22.

Рис. 23.

(слева – для несимметричного преобразователя, справа –для симметричного)

               При симметричном преобразователе, при углах регулирования  (не будет отрицательных участков, если), и индуктивности нагрузки  вентили работают в отрицательную часть полупериода фазной ЭДС, преобразователь потребляет из сети реактивную мощность.

               При несимметричном преобразователе на участке  одновременно работают VS1 и VS2, поэтому индуктивность разряжается через цепь работающих вентилей, ток не проходит через обмотки трансформатора, а следовательно не потребляется из сети мощность.

Применение нулевого диода (нулевого вентиля).

Возьмем однофазную схему с выводом нулевой точки трансформатора.

 

Рис. 24.

 

Рис. 25.

При

     -  в первичной обмотке трансформатора без VD₀, следовательно, ;

      в t = p ¸ p+a, будет работать диод VD₀

 – в первичной обмотке трансформатора при наличии VD₀, следовательно, ;

          Коэффициент мощности;

СИФУ тиристорных преобразователей.

               Заложен принцип импульсно-фазового управления: изменяется момент включения тиристора относительно точки зажигания (в многофазных – это точка пересечения фазных ЭДС).

Блок схема СИФУ

Рис. 26.

     ФСУ – позволяет смещать U_У относительно точки естественного запирания

     ВК – формирует форму, амплитуду, длительность, необходимую для включения VS¼

Рис. 27.

Требования к СИФУ:

1.  К амплитуде управляющего импульса.

U_и – 20 В, I_и – 2 А – VS U_и – 0,5 В, I_и – 0,1¼2 А – VТ