![]() |
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] Таблица 1-22 Граничный угол регулирования при активной нагрузке
Псученные выше соотношения справедливы при равенстве нулю индуктивного сопротивления Ха цепи переменного тока либо при холостом ходе преобразователей. Поэтому напряжение Uu.o называют напряжением холостого хода. В действительности Ха не равно нулю. Поэтому в вентиле, выходящем из работы, ток не может мгновенно упасть до нуля при отпирании очередного вентиля. В пределах угла перекрытия (коммутации) v происходят нарастание тока во вступающем и спад тока в выходящем из работы вентиле (рис. 1-108,6), причем обмотки трансформатора через эти вентили оказываются закороченными. Мгновенное значение выпрямленного напряжения снижается во время перекрытия на полуразность мгновенных значений фазных напряжений за счет падения напряжения на индуктивном сопротивлении Ха и становится равным полусумме мгновенных значений соответствующих фазных напря- женин " рис. 1-108,6). Среднее значение выпрямленного напряжения снижается на величину, пропорциональную заштрихованной площади иа рис. 1-108,6. Это уменьшение выпрямленного напрял<ения за счет перекрытия при индуктивной нагрузке может быть определено из выражения 2я/р 2я/р Для простых нулевых схем конечное значение тока коммутации /кон = 1а, начальное значение тока коммутации /нач = О и У 2п/р Для однофазной мостовой схемы, в которой при коммутации ток в обмотке меняет направление, /кон = h, /нач = -/<г и At/ il, я/р Значения V - fdXa -ДЛЯ основных схем см. в табл. 1-20 и 1-21, где feci - коэффициент схемы. Таким образом, среднее значение падения напряжения от перекрытия анодов пропорционально току нагрузки и индуетивно-му сопротивлению цепи переменного тока, причем величина Яэ =--- является не- которым эквивалентным активным сопротивлением преобразователя. Относительное падение напряжения в преобразователе из-за перекрытия составляет: AU - где Л = 100 1 kcxlp ab - коэффициент вы- прямленного напряжения; I) - -14-£Е коэффициент фазного тока d,n первичной обмотки трансформатора; Ктр - коэффициент трансформации; t/,,% - напряжение к. 3. трансформатора, %; ha = = /ri rt, и - относительный ток нагрузки. Коэффициент А характеризует кратность падения напряжения на стороне выпрямленного тока по отношению к 1,%, его значения для разных схем даны в табл. 1-20 и 1-21. Для неуправляемого выпрямителя среднее значение выпрямленного напряжения при нагрузке определяется выражением Ud = Ud,o - Ai/v -IdR - Ua, где R - активное сопротивление цепи; Дбо -падение напрял<еиия в вентилях. В полупроводниковых преобразователях AVa мало и им можно пренебречь, кроме того, в установках средней и большой мощности IdR<AUy. Поэтому Ud-Ua,„~Wv = Ua,,- hex я/р В относительных единицах (по отношению к и,1,в и /й, н) U,.dl-AV,y=l-AUa- В управляемых выпрямителях прн индуктивной нагрузке Uda = Udo cos а - AUy - IdR - Ua-При указанных вьпле условиях t/*d,a « cos а - ALv = cos « - Л /*d. По приведенным выражениям па рис. 1-109, а построены внешние характеристики, наклон которых определяется величиной Vd.a Uifi ,100 Od.«. lJd,0 4<d(l-l) \1fi .иЛ Id., ЛОа WO и/ Udfi " Id.„ ![]() ![]() D го" w so" д0Л100°120 0 / 0,5 UdJ) Рис. 1-109 Внешние (a, в, г д) н регулировочные (б) характеристики. а на рис. 1-109, б -регулировочная характеристика прн некотором значении тока нагрузки. Зависимость напряжения преобразователя от углов регулирования и коммутации определяется по формуле cos « -Ь cos (« -Ь 7) t/*d =---• Для схемы «две обратные звезды с уравнительным реактором» в области малых токов наблюдается крутой подъем напряжения (рис. 1-109, е). Это объясняется тем, что при токах нагрузки, меньших критического тока, составляющего 1-2% номинального, уравпительпый реактор перестает выполнять свою роль выравнивания мгновенных напряжений двух трехфазных систем. При этом вьшрямитель переходит в режим шестифазного выпрямления и напряжение холостого хода увеличивается в отношении ~ 1.154, т.е. на 15,4%. Крутой участок внешней характеристики при изменении тока нагрузки от нуля до критического объясняется тем, что в контур коммутации оказывается включенным индуктивное сопротивление уравнительного реактора, которое во много раз превышает индуктивность рассеяния трансформатора. Внешние характеристики для трехфаз-НЫХ схем имеют наклон А - пока }тол коммутации не достигнет критического значения. Для трехфазной мостовой схемы и схемы «две обратные звезды с уравнительным реактором» таким углом является у = = л/3, который получается обычно при нагрузке, в несколько раз превышающей номинальную. При дальнейшем- увеличении тока меняется характер коммутации и внешняя характеристика для ук аиных схем приобретает вид, - изображенный на рис. 1-109, г. Эта внешняя характеристика является полной, и на оси абсцисс ток откладывается в долях тока K.3. На рис. 1-109,5 даны полные внешние характеристики однофазной нулевой схемы, являющейся линейной во всем диапазоне изменения тока нагрузки от нуля до короткого замыкания. В управляемых и неуправляемых преобразователях падение напряжения At/v от перекрытия анодов одинаково. Однако угол перекрытия \ с изменением угла регулирования а меняется и может быть определен по формуле cos (y + а) = cos а - fdXa Диаграммы выпрямленных напряжений для разных схем сведены в табл. 1-23 и 1-24. Внешние характеристики преобразователей значительно видоизменяются в зоне прерывистых токов, появляющейся при относительно малых нагрузках, когда из-за ограниченной индуктивности нагрузки невозможно поддержать непрерывный ток. При этом длительность провод.чщего состояния вентиля I становится меньше 2я/р (рис. 1-110, с) и в интервале 2я/р - К ток на выходе равен нулю, а мгновенное напряжение на зажимах преобразователя становится равным э.д.с. нагрузки. ![]() ![]() Рис. 1-110. Линейные диаграммы прерывистого (о) и гранично-непрерывного режима (б). Если принять Я за расчетный параметр, то внешняя характеристика преобразователя в зоне прерывистых токов будет иметь вид: - sin - sin I - - Ха 2 \2 п ха + Ха в этой зоне при Id, стремящемся к нулю, Ua таклсе стремится к определенному пределу. При ап/р этот предел равен амплитуде вторичного напряжения трансформатора минус падение напряжения в вентилях: lim Ud = Y2U - MJa « V2U. При a>nlp этот предел равен значению мгновенного напряжения в момент отпирания вентиля; lim Ud = V2 U2C0S [а- - jK2t/2COS При увеличении а в зоне прерывистого тока наблюдается значительное повышение выпрямленного напряжения и внешняя характеристика становится такой же, как у генератора последовательного возбуждения. . Особый интерес представляет собой граничный режим, при котором ток становится гранично-непрерывным (рис. 1-110,6) и Я = 2я/р. При подстановке этого значения Л в уравнения внешней характеристики получаем, отн. ед.: t/*d.rp==cosa: Ud., f>d,rp - Ud,, /d,a d,H (xa + Xa) 1 - - ctg - sin a. P P) Полученные выражения являются параметрическими уравнениями эллипса, дуга которого и является геометрическим местом граничных точек внешней характеристики. При пользовании приведенными формулами для нулевых схем в качестве U2 следует брать фазное напряжение и р=от; для мостовых схем - линейное напряжение и р=2т. Напряжение вентиля при протекании через него тока в течение Я=2я/т-1-у равно прямому падению напряжения kUa. Обычно hUa мало по сравнению с напряжением питания, особенно в тиристорных преобразователях, и им пренебрегают. Когда вентиль заперт и через него не протекает ток, то к вентилю приложено линейное напряжение, так как аиод вентиля подключен к фазе трансформатора, а к катоду через проводящий вентиль подключается другая фаза трансформатора. Это напряжение будет прямым (потенциал анода выше потенциала катода) на участке от точки естественного зажигания до момента отпирания вентиля при угле а и будет обратным (потенциал анода ниже потенциала катода) на участке от момента прекращения тока в вентиле до точки естественного отпирания в следующем периоде. Наибольшее значение прямого и обратного напряжения равно амплитуде линейного напряжения. Коэффициенты для определения максимальных прямых и обратных напряжений приведены в табл. 1-20 и 1-21. Для неуправляемых преобразователей и при угле коммугации, равном нулю, на вентиле отсутствует прямое напряжение и нет скачка обратного напряжения. Инверторный режим. Инвертор служит для преобразования постоянного тока в переменный. При работе преобразователя в инверторном режиме энергия из цепи нагрузки передается в питающую сеть, т. е. в противоположном направлении по сравнению с выпрямительным режимом. Поэтому при инвертировании ток и э. д. с. обмотки трансформатора направлены встречно, а при выпрямлении - согласно. При инвертировании источником тока является э. д. с. нагрузки (машина постоянного тока, индуктивность, рис. 1-111, о), которая должна превышать напряжение инвертора. Как в инверторном, так и в выпрямительном режиме ток в преобразователе протекает в одном и том же направлении. Перевод преобразователя из выпрямительного режима в инверториый достигается изменением полярности э.д.с. нагрузки и увеличением угла а при индуктивной нагрузке сверх я/2. Инвертирование воз- можно только в управляемых преобразователях. В трехфазной нулевой схеме (рис. 1-111) при работе в инверторном режиме машина постоянного тока, работающая в генераторном режиме, плюсом подключена к нулевой точке трансформатора, а вентили открываются при отрицательных значениях вторичных напряжений для обеспечения встречного направления напряжения и тока. В цепь выпрямленного тока включена индуктивность Ld для получения непрерывного тока. [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] 0.0009 |