Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [ 31 ] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

так как =const.


Рнс. 1-122. Деление тока с помощью индуктивных сопротивлений-

Следовательно,


Таким образом, Ldihldt=-Дад, т. е. напряжение на обмотке индуктивного делителя равно отклонению падения напряжения вепти.яя от среднеарифметического значения.

Индуктивность делителя ,определяется-по методике, изложенной выше;

А/ср 2Г "

Индуктивность делителя можно рассчитать при заданных значениях Дыл и Д/ср.

Иногда ставится задача выбора оптимального значения индуктивности, при котором можно максимально загрузить вентили по току при заданной предельной температуре наиболее нагретого из параллельных вентилей.

Такая оптимальная индуктивность может быть найдена по формуле

am 2Т

где коэффициент определяется с помощью мегодов математической статистики.

Индуктивные делители без магнитной связи выполняются в виде воздушных реакторов или в виде однообмоточных реакторов с ферромагнитным сердечником. В последнем случае реакторы имеют меньшие размеры, однако с увеличением тока нагрузки возможно насыщение реакторов и ухудшение из-за этого деления токов.

В качестве активно-индуктивных делителей используются также специально по- добранные по сечению и дливе провода, идущие от отдельно стоящих трансформаторов к каждому из параллельно включенных вентилей.

В вентильном электроприводе широко применяется параллельное соединение преобразователей, что позволяет решить следующие задачи:

1. Получить эквивалентные многофазные режимы. Например, при параллельном соединении двух трехфазных мостов, один из которых питается от обмоток трансформатора с соединением в звезду, а второй в треугольник, осуществляется эквивалентная двенадцатифазная схема выпрямления. При параллельном соединении необходимо применять реакторы для выравнивания мгновенных значений напряжений.

2. Уменьшить токи к. з. и скорость нарастания тока при отпирании тиристоров. Для решения этой задачи необходимо каждый из параллельно включенных преобразователей питать от отдельного трансформатора. В случае применения общего трансформатора с двумя или большим количеством комплектов вторичных обмоток требуется специальная конструкция трансформатора.

Уменьшение токов к. з. необходимо в установках достаточно большой мощности (более 10 000 кВт). При недостаточной разрывной способности защитной аппаратуры (предохранители, выключатели) ограничение токов к. 3. требуется и при меньших мощностях.

3. Уменьшить потребление реактивной мощности путем несимметричного сеточного управления.

4. Увеличить мощность установок прн реконструкции с максимальным испо.льзова-нием установленного оборудования. Деление тока между параллельно включенными преобразователями осуществляется с помощью системы регулирования.

4. Последовательное соединение вентилей

Последовательное соединение вентилей показано на рис. 1-123, а. В общем случае используются вентили, имеющие разные токи утечки; прямые - для тиристоров, обратные-для тиристоров и диодов.

При последовательном соединении через все вентили протекает один и тот же ток утечки, поэтому напряжения на них распределяются неравномерно: на вентилях с большим током утечки будет меньше напряжение (рис. 1-123,6).

Самым простым и наиболее распространенным способом улучшения распределения напряжения между последовательно включенными вентилями является использование резисторов, включаемых параллельно каждому вентилю (рнс. 1-123, е).

Параллельно каждому вентилю необходимо такнге включать конденсатор. Это определяется тем, что вентили имеют разную



скорость восстановления запирающей способности, поэтому при отсутствии шунтирующих конденсаторов к вентилю, который запирается быстрее других, прикладывается полное обратное напряжение последовательной цепи.

В тиристорных преобразователях шунтирующие конденсаторы служат также для выравнивания прямых напряжений на последовательно включенных тиристорах в

V VC1

V VC2

Uo6p г Uo6p 1

-1 -т~:

vciY


VC1 R

vcz Si


Рис. 1-123. Последовательное соединение вентилей.

а, в, г, д~ схемы; б - вольт-амверные характеристики.

динамических режимах. При отсутствии конденсаторов к тиристору с большим временем включения может быть приложено полное прямое напряжение цепи Шунтирующие конденсаторы выравнивания напряжения в переходных режимах увеличивают токи через тиристоры при их отпирании. Для уменьшения тока разряда конденсатора на отпирающийся тиристор последовательно с конденсатором включают резистор (рис. 1-123,8), сопротивление которого выбирают возможно меньшим, чтобы не ухудшать выравнивающее действие конденсатора.

Для выравнивания напряжения между последовательно включенными тиристорами применяют также шунтирование их селеновыми диодами или кремниевыми лавинными диодами, включенными встречно (рис. 1-123, д).

у»

Сопротивление шунтирующего резистора определяется по следующей формуле:

(п-1)А/ут.

где п - число последовательно включенных вентилей; 6доп - наибольшее допустимое напряжение на вентиле; С/„шя - наибольшее напряжение на ветви с последовательно включенными вентилями; Д/ут - разность

наибольшего 1ут,тах и наименьшего /ут.тги

значения токов утечки вентилей.

Эта формула получена для наихудшего случая с точки зрения неравенства напряжений: когда один из вентилей в последовательной ветви имеет наименьший ток утечки, а все остальные - наибольший.

Если неизвестен наименьший ток утечки, который изготовителем не задается, то при расчете с запасом полагают Д/у1=

Для тиристоров прямой ток утечки обычно несколько больше обратного, поэтому расчет следует вести по прямому току.

Мощность, рассеиваемую на шунтирующем резисторе, можно рассчитать по формуле

Ul „ ul

R R

где f/я и Um - соответственно действующее и амплитудное значения напряжения на резисторе; &д - коэффициент пропорциональности между f/„ и Um.

В диодных преобразователях к шунтирующему резистору практически приложено только обратное напряжение соответствующего диода (если пренебречь малой величиной прямого падения напряжения диода). Исходя из этого условия можно определить коэффициент который для трехфазной схемы составляет 1/1,57, а для однофазной мостовой и двухфазной нулевой равен 1/2.

В тиристорных преобразователях наибольшая мощность рассеивается в резисторах при нулевом угле проводимости вентилей. В этом случае форма напряжения является синусоидальной, поэтому коэффициент &„= 1/12.

Емкость шунтирующего конденсатора

(п-1)дд

tlUoTi - Umax

где AQ - максимальная разность величин накопленных зарядов группы последовательно включенных вентилей.

Сопротивления резистора, включаемого последовательно с шунтирующим конденсатором, составляет обычно 5-50 Ом.

Принудительное распределение напряжений на последовательно включенных вентилях с помощью шунтирующих резисторов снижает к. п. д. полупроводниковых преобразователей. Поэтому исследовались также другие способы.

Точное распределение напряжений может быть получено при последовательном



соединении преобразователей, питающихся от индивидуальных трансформаторов или от отдельных вторичных обмоток одного трансформатора. Такой способ применяется в установках относительно большой мощности. Он позволяет также комбинацией схем соединения обмоток трансформаторов по-.пучить эквивалентные многофазные режимы. Например, при последовательном соединении двух трехфазных мостов, один из которых питается от обмоток, соединенных в звезду, а второй - от обмоток, соединенных в треугольник, пспучается эквивалентный двенадцатифазный режим выпрямления (двенадцатнпульсная схема). Кроме того, при последовательном соединении преобразователей можно уменьшить потребление реактивной мощности поочередным управлением преобразователями.

В электроприводах до 1000 В с повышением класса тиристоров становится эко-комическн неоправданным последовательное соединение тиристоров или преобразователей.

1-29. СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Общие положения. Основной задачей системы импульсио-фазового управления (СИФУ) средним значением выпрямленного напряжения Ua тиристорного преобразова-те.пя является получение требуемой зависимости напряжения (Ja от напряжения управления t/ycp. В идеальном случае

где К - постоянная величина, не зависящая от режимов питающей сети и от нагрузки в цепи выпрямленного тока.

Воздействие на напряжение Ud осуществляется путем изменения угла управления а. Устройство, осуществляющее изменение угла управления а в зависимости от напряжения управления Супр, называется системой импульсио-фазового управления. Выходные сигналы СИФУ представляют собой импульсы, параметры которых выбираются в соответствии с параметрами управляющих цепей тиристоров н силовой схемой тиристорного преобразователя.

Управление углом а осуществляется в основном двумя способами:

1) синхронный способ характеризуется отсчетом угла управления от определенной фазы напряжения питающей сети

г=<Р + -(»•-!)+ (t/y„p),

где -угол подачи i-ro импульса управления; &i=ati (i=l, 2 ...); а - угловая частота сети, рад/с; t - время; р - число пульсаций преобразователя (пульсность) за период сети; О, - регулируемый угол задержки; ф - угол начала отсчета фазы по отношению к напряжению сети;

2) асинхронный способ характеризуется регулированием интервалов между импульсами управления без однозначной явновыра-женной «привязки» к фазе питающей сети

+ еДупр)

Эта фазировка выполняется с помощью обратной связи по выходному параметру тиристорного преобразователя; напряжению Ud или току Id.

Синхронные СИФУ могут быть:

а) многокана.пьными, имеющими инди. видуа.пьный отсчет угла управ.пения для каждого кана.па р-канальной СИФУ;

б) одноканальными, имеющими синхронизацию одного или иеско.пьких каналов.

Асинхронные СИФУ обычно бывают од-нокана.пьнымн.

Одноканальные СИФУ имеют общий составной интегратор для получения регулируемого угла задержки 6i(Lynp). Это упрощает получение высокой симметрии импульсов зправления при симметрии напряжений питающей сети, так как -выполнение нескольких интеграторов с малым различием их параметров представляет собой сложную техническую задачу.

Для реализации зависимостей Oi = =6г(С/упр) применяют способы вертнка.пь-ного и тангенциального управления.

Первый способ основан на принципе развертывающего преобразования, сущность которого состоит в определении моментов времени, в которые изменяется знак суммы развертывающего периодического сигнала, синхронного с напряжением сети питания преобразователя, и сигнала управления. Импульсы управления выдаются в эти моменты времени с учетом знака производной указанной суммы сигналов.

Второй способ состоит в интегрировании сигнала управления начиная от момента синхронизации. Угол задержки О пропорционален времени изменения интеграла до заданного уровня.

Современные СИФУ строятся главным образом по первому способу. Второй способ целесообразен лишь в простейших маломощных преобразователях.

Многоканальные системы импульсио-фазового управления. Структурная схема многоканальной синхронной СИФУ, построенной на серийных интегральных микросхемах с малой степенью интеграции, приведена на рнс. 1-124. Она включает в себя активные сетевые фильтры на операционных усилителях 1. С целью получения развертывающего напряжения, не зависящего от амплитудных изменений напряжения сети, выходной сигнал фильтра преобразуется в двухполярное прямоугольное напряжение, ограниченное по амплитуде компаратором на операционном- усилителе 2. Далее прямоугольное напряжение поступает на вход интегратора на операционном усилителе 3, на выходе которого пспучается пилообразное развертывающее напряжение. Иапряже-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [ 31 ] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.0011