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 15

Мощность вентильной обмотки трансформатора в этой схеме равна:

.                             (95)

Мощность сетевой обмотки трансформатора в этой схеме равна:

.               (96)

Типовая мощность трансформатора равна:

.                                         (97)

Основными достоинствами простой мостовой схемы разомкнутого типа являются:

– имея m2 = 3, получено m = 6 (в простых и сложных нулевых схемах m21=16) при вдвое меньшем числе витков вентильной обмотки на фазу;

– число полупроводниковых вентилей одного типа то же, что и в нулевых схемах;

– более полно используются вторичные обмотки трансформатора, так как ток протекает в течение 2/3 периода;

– типовая мощность трансформатора меньше, что и определяет преимущество применения мостовой схемы перед нулевыми.

 Рис. 24. Шестипульсовая мостовая схема выпрямления разомкнутого типа (схема Ларионова) и временные диаграммы электромагнитных процессов в ней


4.2.2. Простая шестипульсовая мостовая схема выпрямления

 замкнутого типа

Шестипульсовая мостовая схема выпрямления замкнутого типа и временные диаграммы электромагнитных процессов в ней приведены на рис. 25.

В схеме замкнутого типа (рис. 25, а) линейные и фазные напряжения равны и поэтому открыта та пара вентилей, которая находится под наибольшим напряжением.

Так, между точками 1 и 2 (рис. 25, б) напряжение uab максимально, поэтому открыты вентили VD1 и VD6. Между точками 2 и 3 uас максимально, поэтому открыты вентили VD1 и VD2. Дальнейшее чередование работы вентилей показано на диаграммах (рис. 25, б, в, г).

Напряжение на выходе любой простой мостовой схемы – есть огибающая максимальных линейных напряжений.

Выпрямленное напряжение в этой схеме также имеет шесть пульсаций. Среднее значение напряжения его равно

                                  (98)

Для получения одинакового значения Ud0 в схемах Y/Δ и Y/Y следует иметь:

.                                                (99)

Для определения фазового тока вторичной обмотки i2a составим систему уравнений по законам Кирхгофа.

                                     (100)

Решение этой системы дает

.                                (101)

          Построенная по данному выражению кривая приведена на рис. 25, е.

 Рис. 25. Шестипульсовая мостовая схема выпрямления замкнутого типа и

временные диаграммы электромагнитных процессов в ней

          Действующее значение тока вентильной обмотки трансформатора равно:

.                  (102)

          По-прежнему  . Для приведенного трансформатора (= 1) кривая сетевого тока для этой схемы построена на рис. 25, ж.

          Типовая мощность для этой схемы равна

                             (103)

Условия работы вентилей такие же, как и в схеме разомкнутого типа (рис. 25, в, г, з).

Таким образом, трехфазные шестипульсовые мостовые схемы выпрямления как разомкнутого, так и замкнутого типа позволяют получить такой же результат, что и сложные нулевые схемы выпрямления, но используют трансформаторы меньшей мощности (на 25 %) и более простые по конструкции.


5. Сложные мостовые схемы выпрямления

Улучшение качества выпрямленного напряжения и потребляемого из питающей системы тока и, тем самым, повышение технико-экономической эффективности выпрямителей можно достичь применением двенадцатипульсовых схем. Это сложные схемы, являющиеся результатом либо последовательного (рис. 27, а), либо параллельного (рис. 28, а) соединения секций, каждая из которых представляет простую шестипульсовую мостовую схему выпрямления.

Отличие секций в способе соединения вторичных обмоток трансформатора: у одной из них это схема соединения звезды, у другой – треугольник. Из векторных диаграмм вторичных линейных напряжений (рис. 26) ясно, что угол сдвига между линейными напряжениями секций равен π/6. Так как простая мостовая схема выпрямляет линейные напряжения вторичных обмоток, то на выходах отдельных секций сложной схемы будут сформированы шестипульсовые выпрямленные напряжения, сдвинутые друг относительно друга на угол π/6.

Рис. 26. Векторные диаграммы напряжений вторичных обмоток

Скачать файл