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]

§ 1-34]

Реакторы для вентильного электропривода

Таблица 1-30

Определение индуктивности цепи выпрямленного тока для ограничения прерывистых токоз

Схема

La. Гн

Трехфазная нулевая

0,4б45ша-д;„,ф) V d,rp /

Трехфазная, две - обратные звезды с уравнительным реактором

fo,1089-sin

Трехфазная, две обратные звезды с уравнительным реактором в эквивалентной двенад-цатифазной схеме

Параллельное соединение -Lfo.02684-sina-

Последовательное соединение

-fo, 02684-1 sin

Трехфазная мостовая, симметричная

0.126-

напряжение двигателя. В; /н -номинальный ток электродвигателя, А.

Сглаживание пульсаций выпрямленного тока. Пульсации выпрямленного напряжения приводят к пульсации выпрямленного тока, которые ухудшают коммутацию двигателя и увеличивают его нагрев.

В симметричной мостовой и в нулевых схемах амплитудные значения гармонических составляющих выпрямленного напряжения Ud.n.m связаны с его средним значением Ud,D и углом регулирования преобразователя а следующим выражением:

Ud,o fe?p?-1

Для трехфазной мостовой симметричной схемы р=6, для трехфазной нулевой схемы р=3; ft=l, 2, 3 -кратность гармо-

0,40 0,55 .0,iD 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05

с 10 20 30 40 50 ВО 70 ВОград

ннки, т. е. отношение порядкового номера гармоники к числу пульсаций.

В симметричной мостовой и в нулевых схемах наибольшую амплитуду имеют основные гармоники (А=1). Амплитуды гармоник более высокой кратности значительно меньше, а действие реактора на них эффективнее, поэтому расчет индуктивности . дросселя для этих схем ведется только по основной гармонике.

Кривые 1 к 2 ш рис. 1-157 показывают зависимость относительной величины амплитуды гармонической составляющей с

0,7 0,6 0,5

Ofi 0,3 0,2 0,1

i ,

Ри€.>- 1-1S6.I Зависимость коэффициента fei, - .от угла а. ; .

Рис. 1-157. Амплитуда основной гармонической- выпрямленного напряжения, длягаз-личных схем выпрямлейнятл .4



кратностью k=l для трехфазной мостовой симметричной и нулевой схем. Для несимметричной трехфазной мостовой схемы при ».алых углах регулирования о, большую амплитуду имеет гармоническая составляющая с кратностью k=2 и kp=& (кривая 4 на рис. 1-157), а при углах регулирования, начиная с а« 25°, - гармоническая составляющая с кратностью k=\ и йр=3 (кривая 3 на рис. 1-157).

При расчете индуктивности сглаживающего реактора исходят из допустимого уровня пульсаций вьшрямленного тока для двигателей при номинальных скорости и напряжении.

Тиристорные преобразователи с симметричной мостовой схемой при номинальных напряжении и токе обычно имеют угол регулирования а около 30° для обеспечения возможности компенсировать понижение напряжения питающей сети и снижение выпрямленного напряже1шя при увеличении Нагрузки. Поэтому за исходную величину принимают угол регулирования а= =30°.

Учитывая, что тот уровень выпрямленного напряжения, который в симметричной схеме получается при а=30°, будет достигнут в несимметричной схеме при ««43°, расчет индуктивности сглаживающего дросселя и в этом случае следует вести по гармонической составляющей с кратностью k=\.

Гармоническая составляющая выпрямленного напряжения и вызываемая ею пульсация вьшрямленного тока с кратностью k = 2 будут оказывать более сильное воздействие на двигатель только -при а< <15-н17, когда они станут в 2 раза больше, чем амплитуда гармонической составляющей с кратностью й=1. Однако при а<; 15-17° амплитуды гармонических составляющих выпрямленного напряжения сами по себе малы.

Влияние пульсаций вьшрямленного тока на коммутацию двигателей выражается в сужении зоны темной коммутации по сравнению с питанием от генератора постоянного тока и в появлении искрения под щетками. Обычно оценка ведется по действующему значению основной гармоники, которое должно быть в пределах 2-15% номинального тока в зависимости от мощности, диапазона регулирования частоты вращения двигателя и допустимого снижения зоны темной коммутации.

При известной амплитуде основной составляющей Ud.n,m и допустимому действующему значению основной гармоники тона Р(1)% необходимая индуктивность цепи выпрямленного тока может быть определена по формуле, Гн,

La =---

где /d,H - номинальный выпрямленный ток преобразователя. А; ш -круговая частота сетн; с-. I

Индугсгивность сглаживающего реактора, Гн,

где Ln - индуктивность якоря электродвигателя.

Расчетная индуктивность реактора должна сохраняться по условию работы с перегрузкой при токе через реактор, равном двойному номинальному току электропривода. При этом должна быть обеспечена удовлетворительная- коммутация, особенно в реверсивных электроприводах с частными пусками, реверсами и торможениями.

Ограничение тока через вентили при к. 3. на стороне постоянного тока. Прн коротком замыкании на стороне постоянного тока реактор должен ограничить скорость нарастания аварийного тока, чтобы он не превысил опасного для вентилей значения в течение собственного времени срабатывания защитных устройств (от момента превышения тока уставки защитного устройства до начала расхождения контактов и образования электрической дуги).

Если преобразователь снабжен быстродействующей токовой отсечкой, то при коротком замыкании на стороне постоянного тока за реактором можно ограничить ток к-З., . сдвинув управляющие импульсы по фазе в сторону снижения выпрямленного напряжения. Однако токовая отсечка при любом ее быстродействии не может ограничить ток через те тиристоры, которые были уже отперты в момент к. з. Ограничение тока через них может быть получено за счет индуктивности рассеяния обмоток трансформатора, и индуктивности в цепи постоянного тока.

Для мостовой схемы индуктивность реактора определяется по следующей приближенной формуле;

, 2, Шал 2ха ф

-ДР •

to (доп /пач)

где /доп - максимально допустимый в течении одного полупериода ток вентилей. А; /яач - ток нагрузки в момент короткого замыкания, А.

Ограничения тока при опрокидывании инвертора. При однофазном опрокидывании в мостовой схеме якорь двигателя закорачивается через вентили.

Индуктивность реактора, необходимая для ограничения аварийного тока на время срабатывания защиты, может быть определена из приближенного выражения

0,01/?

-ДР

где R - сопротивление якорной цепи; вач - э. д. С. двигателя в момент опроки-



дывания; /нач - ток двигателя перед опрокидыванием.

При двухфазном опрокидывании для определения Ьдр требуется решение трансцендентных уравнений.

Ограничение уравнительных токов. При согласованном управлении вентильными

0,5 0,4 0,3

><

О 10 20 за 40 50 во 70 ВОград

Рис. 1-158. Зависимость коэффициента й„ от угла а.

/ - трехфазная перекрестная схема; 2 - трехфазная встречно-иаралледьная схема; S - Т15ехфаз-ная мостовая перекрестная и шестифазные нулевые перекрестные и встречно-параллельные схемы; 4 - 12-фазная встречно-параллельная и перекрестная схемы.

группами индуктивность токоограннчивающих реакторов определяется по формуле, Гн,

Lyp - Ад

где [/2т= 2фт - амплитуда фазного напряжения для трехфазной встречно-параллельной схемы, для трехфазной и шести-фазной нулевой перекрестной схемы; U2m= = {/2л,т-амплитуда линейного нанряже-ния для трехфазной мостовой перекрестной схемы; йд - коэффициент действующего значения уравнительного тока, определяемый по кривым рис. 1-158 в зависимости от угла а; /ур - действующее значение уравнительного тока (обычно оно не превышает 10% номинального тока).

н дные реакторы. При питании тири-с орных преобразователей от общего группового трансформатора в анодные цени преобразователей включают реакторы, которые уменьшают взаимное влияние преобразователей через общую индуктивность группового трансформатора друг на друга прн коммутации вентилей, а также ограничивают совместно с индуктивностью рассеяния группового трансформатора аварийные токи. Так как реакторы не должны уменьшать свою индуктивность при токах короткого замыкания, то они выполняются воздушными без железного сердечника. Индуетквное сопротивление- реакторов % выбирается обычно 4-6%.

1-35. ТИРИСТОРНЫЙ

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА с ИМПУЛЬСНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Способы запирания тиристоров. Однонаправленные тиристоры являются приборами с неполной управляемостью, так как с помощью управляющего электрода можно только включать тиристоры, но нельзя их выключать. Известны два основных способа запирания тиристора- прерывание анодного тока и принудительная коммутация. Различные способы запирания тиристоров сведены в табл. 1-31, динамические характеристики-в табл. 1-32.

Импульсное управление двигателем постоянного тока. Любая схема, изображенная в табл. 1-31, может служить в качестве бесконтактного тиристорного ключа, так как с помощью этих схем можно осуществлять не только включение, но и выключение нагрузки. Если нагрузка не является чнсто активной, а содержит также индуктивность, то она должна быть зашунтиро-вана встречно-включенным диодом.

Современные тиристоры допускают большую частоту включений и выключений, доходящую до десятков килогерц. Поэтому тиристорные ключи получили применение в качестве импульсных регуляторов двигателей постоянного тока.

Если питать якорь двигателя постоянного тока от источника с нерегулируемым напряжением через тиристорный прерыватель, открывая и закрывая его, можно путем изменения времени открытого и закрытого состояния главного тиристора прерывателя изменить среднее значение напряжения на зажимах якоря двигателя в широких пределах.

Управление импульсным преобразователем может осуществляться двумя путями. Если время цикла tn. остается постоянным, а время пропускания тока ti изменяется от нуля до /ц, то такой способ осуществляет регулирование с неременной шириной импульса нри их постоянной частоте. Другой способ заключается в том, что при постоянной ширине импульсов ti изменяется их частота. В обоих случаях напряжение, приложенное к якорю двигателя, изменяется от нуля до полного напряжения источника.

Подобные импульсные регуляторы получили широкое распространение на подвижных объектах с питанием от аккумуляторных батарей, например в аккумуляторных электровозах, электромобилях, электрокарах.

Оптимальная частота импульсных регуляторов составляет примерно 100- 300 Гц.

На рис. 1-159 показана схема регулирования тока якоря двигателя с помощью импульсного преобразователя. При включении главного тиристора VC1 ток от источника постоянного тока с э. д. с. Е,! протекает через трансформатор постоянного



[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