Явление коммутации приводит к снижению среднего значения выпрямленного напряжения и к искажению его формы. Это объясняется тем, что выпрямленное напряжение в период коммутации равно полусумме напряжений коммутирующих фаз.
Зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от тока нагрузки называется внешней характеристикой преобразователя.
Уравнение внешней характеристики имеет вид:
(9)
где А – коэффициент наклона внешней характеристики;
uk – напряжение короткого замыкания преобразовательного трансформатора, %.
Коммутация тока повлияет и на ухудшение условий работы вентилей, так как в момент окончания коммутации в кривой обратного напряжения на вентиле появляется скачок. Форма кривой потребляемого тока i1 улучшается, но из-за появления сдвига относительно кривой напряжения u1 уменьшается коэффициент мощности выпрямителя и снижаются его энергетические показатели.
Для исследования предложены две простые нулевые схемы выпрямления: трехпульсовая (лаборат. раб. 2, рис. 4, а) и шестипульсовая (лаборат. раб. 3, рис. 5, а).
Рис. 4. Трехпульсовая нулевая схема выпрямления и временные
диаграммы электромагнитных процессов в ней
Рис. 5. Шестипульсовая простая нулевая схема выпрямления и временные
диаграммы электромагнитных процессов в ней
Лабораторные работы 3, 4
ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНЫХ НУЛЕВЫХ СХЕМ ВЫПРЯМЛЕНИЯ
Цель работы: ознакомиться со способами создания сложных нулевых схем, улучшающими технико-экономические показатели выпрямителей; изучить электромагнитные процессы в схемах; оценить изменившиеся условия работы вентилей и трансформаторов; определить соотношения между током и напряжением; выявить достоинства и недостатки схем.
С целью улучшения качества электроэнергии, потребляемой из сети и отдаваемой потребителю, а также повышения технико-экономических показателей в преобразовательной технике создаются сложные схемы. Сложные нулевые схемы состоят из двух секций, каждая из которых является простой нулевой схемой. Эти секции могут соединяться либо последовательно, либо параллельно. При использовании в качестве секций трехпульсовых схем на выходе сложной схемы в кривой выпрямленного напряжения будет шесть пульсаций.
При последовательном соединении секций результирующее напряжение равно сумме значений напряжения секций, при этом выпрямленный ток протекает последовательно через обе секции. При параллельном соединении секций ток нагрузки равен сумме значений тока секций, а выпрямленное напряжение – полусумме значений напряжения секций. Для обеспечения одновременной (а не поочередной) работы вентилей разных секций сложные параллельные схемы требуют установки уравнительного реактора (УР).
Для исследования предложены сложные нулевые схемы последовательного (лаборат. раб. 3, рис. 6, а) и параллельного типа (лаборат. раб. 4, рис. 7, а). Первую из этих схем использовали для получения высокого значения выпрямленного напряжения. Вторая схема – шестипульсовая нулевая параллельного типа – до сих пор достаточно широко (52 %) используется на тяговых подстанциях электрических железных дорог постоянного тока. Особенность этой схемы – пик напряжения х.х., который возникает при малых значениях тока нагрузки (меньших 0,01Idн). При таких токах УР не намагничен и схема переходит в режим простой нулевой шестипульсовой, в которой кривая ud огибает вторичные фазные напряжения и Ud0 = 1.35U2, что обусловливает появление пика х.х. во внешней характеристике.
Рис. 6. Шестипульсовая сложная нулевая схема выпрямления
последовательного типа (схема Вологдина) и временные диаграммы
электромагнитных процессов в ней
Рис. 7. Шестипульсовая сложная нулевая схема выпрямления параллельного
типа (схема Кюблера) и временные диаграммы электромагнитных
процессов в ней
Электромагнитные процессы в сложных нулевых схемах последовательного и параллельного типа приведены соответственно на рис. 6, б-и и 7, б-з.
Особое внимание при исследовании сложной нулевой схемы параллельного типа следует обратить на условия работы УР, влияние его на процессы в схеме и внешнюю характеристику выпрямителя.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.