Типы вентильных преобразователей, области применения, структуры систем управления

Для питания якорных цепей и обмоток возбуждения двигателей постоянного тока применяются ВП, которые по конфигурации силовой схемы различаются на нулевые и мостовые, а по числу фаз источника питания – на однофазные и трехфазные. Однофазная мостовая и трехфазная нулевая схемы в силу неравномерной загрузки сети и увеличенной расчетной мощности трансформатора, соответственно, находят применение в электроприводах малой (до 10 кВт) мощности. В промышленных электроприводах средней (от 10 до 2000 кВт) и большой (более 2000 кВт) мощности применяется трехфазная мостовая схема ВП и другие схемы на ее основе /1,2,6/.

Реверсивные ВП в отличие от нереверсивных содержат, как правило, два нереверсивных преобразователя (рис. 1а¼1е, 1з), либо реверсор в цепи якоря (рис. 1ж). Преобразователи с реверсором применяются в станочном электроприводе малой мощности.

Наибольшее распространение получили двухкомплектные ВП со встречно-параллельным соединением вентильных групп, выполненных по трехфазной мостовой схеме (рис. 1д). Они имеют простой двух обмоточный трансформатор, с минимальной, в сравнении с другими схемами, расчетной мощностью. Кроме того, такие ВП могут питаться непосредственно от трехфазной сети через линейные токоограничивающие реакторы, а также позволяют унифицировать конструкцию реверсивных и нереверсивных преобразователей.

Наряду со встречно-параллельными применяются перекрестные схемы ВП (рис.1в,е), которые имеют только один контур уравнительного тока, а также меньшую мощность и массу уравнительных реакторов /1/. Разновидностью перекрестных ВП является Н-схема с одним уравнительным реактором (рис.1з).

Реверсивные ВП с двумя комплектами вентилей могут работать в режимах раздельного и совместного управления. Раздельное управление применяют в случаях, когда по условиям работы привода допустима пауза в управлении им длительностью 5…10 мс, необходимая для выключения тиристоров выходящей из работы тиристорной группы. Это позволяет обойтись без уравнительных реакторов, необходимых для ограничения уравнительных токов в режиме совместного управления, и уменьшить потери энергии в ВП, что особенно важно для мощных электроприводов.





Системы импульсно-фазового управления (СИФУ) ВП выполнены, как правило, по вертикальному принципу и имеют несколько каналов управления. Каждый из каналов содержит генератор опорного напряжения, компаратор и генератор импульсов. В реверсивных ВП устройство управления кроме СИФУ вентильными группами содержит также логическое переключающее устройство (ЛПУ), выполняющее автоматическое переключение этих групп.



Подробно работа устройств управления ВП изложена в литературе /2,3,5,10,11/.

3.2. Расчет параметров и выбор преобразовательного

трансформатора (линейных реакторов)

3.2.1. Расчет преобразовательного трансформатора

Трансформатор применяется для согласования напряжения питающей сети с напряжением нагрузки (якоря электродвигателя).

Расчет начинается с предварительного определения вторичного фазного напряжения трансформатора. Точное определение его затруднено, т. к. в начальной стадии расчета неизвестны падения напряжения на отдельных элементах силовой схемы. Учитываются эти падения с помощью коэффициентов.

Действующее значение напряжения вторичной фазной обмотки

U2ф = kc·kg·kR·kU·Udн ,

где kс – учитывает возможное снижение напряжения сети;

kg – учитывает коммутацию и асимметрию напряжений;

kR – учитывает падение напряжения в вентилях, обмотках трансформатора

и реакторов;

kU – коэффициент схемы ВП (табл.1);

Udн – номинальное напряжение на якоре двигателя.

Значение kс определяется по формуле

kс = = ,

где U1Н, DU1Н – номинальное напряжение сети и его отклонение,

соответственно.

Значения коэффициентов kg и kR предварительно принимают равными

kg = 1,05 и kR = 1,05 .

Расчетная мощность силового трансформатора

SТ = kS×Pd0 ,

где kS – коэффициент, зависящий от типа силовой схемы ВП ;

Pd0 – наибольшая потребляемая нагрузкой мощность.

Величина мощности Pd0 определяется из равенства

Pd0 = E d0× Idн ,

где E d0 – наибольшее среднее значение э.д.с. ВП;

IdН – номинальный ток нагрузки (двигателя).


Расчетные коэффициенты различных схем ВП Таблица 1

№ п/п Тип схемы kU kI2 kI1 kS kB kуm k1 k2
Однофазная мостовая встречно-параллельная 1,11 1,0 1,0 1,11 1,57 1,41 1,11 0,212
Трехфазная нулевая встречно-параллельная Y(D)/YН 0,855 0,577 0,817 1,345 2,09 0,62 1,21 0,239
Трехфазная нулевая встречно-параллельная Y(D)/ZН 0,855 0,577 0,817 1,46 2,09 0,62 1,21 0,239
Трехфазная нулевая перекрестная 0,855 0,577 0,817 2,09 2,09 0,7 1,21 0,239
H-схема 0,428 0,577 0,817 1,345 1,045 0,7 1,21 0,239
Трехфазная мостовая встречно-параллельная 0,428 0,817 0,817 1,045 1,045 0,62 1,05 0,159
Трехфазная мостовая перекрестная 0,428 0,817 0,817 1,571 1,045 0,18 1,05 0,159
Трехфазная мостовая с реверсором 0,428 0,817 0,817 1,045 1,045 - 1,05 0,159



Условные обозначения схем соединений обмоток: D - «треугольник», Y – «звезда», Z – «зигзаг».


Наибольшее среднее значение э.д.с. преобразователя рассчитывается по формуле

Ed0 = .


tipologiya-i-osnovnie-komponenti-politicheskih-processov.html
tipologiya-i-struktura-urokov.html
    PR.RU™