Тиристорный преобразователь постоянного тока

 
 
 
 

Внешние характеристики тиристорного преобразователя. 

Так как в  данном тиристорном преобразователе  нет зоны прерывистых токов,то  эту зону построим.

Находим границу инвентирования.

Находится по следующей  формуле:

где δ  -угол восстановления запирающих свойств тиристоров.

t_отк-время выключения данного тиристора.

t_отк=0,01с

∆α - наибольшее значение ассиметрии управляющих импульсов во всем диапазоне изменения угла регулирована,но не более 3⁰.

 

     3.Энергетические  характеристики тиристорного  преобразователя.

3.1.Общие  вопросы.

Тиристорные преобразователи создают в питающей сети переменные переодические токи,в большей или меньшей степени отличающиеся от синусоидальных гармонических функций времени. Из-за наличия в питающей сети сопротивлений под действием этих токов, напряжение питающей  сети также становится несинусоидальными. Особенно значительна несинусоидальность напряжений на входах тиристорных  преобразователей ,которые при естественной коммутации  токов между вентилями междуфазное которое замыкание на входе переменного тока.

    При коммутационных к.з. также как и при аварийных ,напряжение между фазами, замкнутыми  коммутирующими  вентилями   накоротко, становится близким к нулю и остается таким в течении всего времени коммутации. В точках питающей сети, электрически удаленных от работающего тиристорного преобразователя, понижение напряжения, вызванное коммутацией  .(провалы),уменьшается в соответствии с соотношением к.з. со стороны питающей сети до тиристорного преобразователя и до рассматриваемых точек.

      При пренебрежении длительностью  коммутации и при идеальном сглаживании выпрямленного тока отношение действующего значения тока высшей  гармоники 1 порядка к действующему значению I₁,основной гармоники тока тиристорного преобразователя определяется соотношением:

 Более  точное соотношение требует значение угла коммутации   и  соответствует линейному изменению токов коммутирующих вентилей в процессе коммутации:

где y - угол  коммутации, рад.

Отношение энергии, переданной тиристорному преобразователю из питающей сети за период к длительности этого периода называется активной мощностью. При несинусоидальных токах периода называется активной мощностью. При несинусоидальных токах и напряжениях активная мощность может быть определена как сумма произведений действующих значений токов, напряжений и косинусов углов отставания токов от напряжения для всех гармоник, имеющих одинаковые номера п.Активная мощность многофазной системы равна сумме активных мощностей для всех фаз. При замене косинусов на синусы получаются реактивные мощности гармонии.

  Активная  мощность каждой гармоники определяется  напряжением этой гармоники и   синфазной (противофазной) с напряжением частью тока этой же гармоники, которая называется активным током. Оставшаяся после вычитания активного тока гармоники часть тока называется реактивным током. Тот факт, что в нагреве токоведущих частей питающей сети участвуют как активные токи, так и реактивные, а активная энергия передается лишь активными токами, характеризует пользование питающей сети.

   Отношение активной мощности к полной мощности является  важнейшим энергетическим показателем тиристорного преобразователя и называется коэффициентом мощности Х, которым характеризуется использованием питающей сети:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

В зоне непрерывного тока регулировочная характеристика может быть построена на основании соотношения:

.                                       (2.1)

     График выпрямленного напряжения на якоре электродвигателя при номинальном токе нагрузки в функции a строится по соотношению:

 ,                         (2.2)

 где   R_ВП - сопротивление цепи выпрямленного тока, за исключением сопротивления якоря электродвигателя;

 ,                                     (2.3)

 где     R_a - активное сопротивление фазы трансформатора;

           R_ДИН - динамическое сопротивление тиристора;

           К – число тиристоров последовательно, последовательно обтекаемых током;    

     Результаты занесены в табл. 2.1

                                                                                                                  Табл. 2.1

 

     Исходя из равенства (2.1), определяется a_нач :

,                          (2.4)

Рис.2.1. Регулировочные характеристики 

2.2.Построение  зависимости E _Д = f (I _Д) /рис.2.2/

      Силовая цепь постоянного тока, включающая преобразователь и якорную цепь двигателя, может быть представлена в установившихся режимах схемой замещения /рис.2.3/. Показанное на рис. направление ЭДС преобразователя E_d соответствует работе ТП в выпрямительном режиме (E_d >0), а направление ЭДС двигателя E _Д - работе его в двигательном режиме (E_Д >0).

     Среднее значение тока якорной цепи (тока нагрузки ТП) при условии, что

E _d > E _Д определяется выражением

 ,                                          (2.5)

 где

   R _S - суммарное активное сопротивление цепи выпрямленного тока;

,                                        (2.6)

   R _К - коммутационное сопротивление;

,                                            (2.7)

Рис.2.3 Схема замещения в установившихся режимах 
 

     Если E _d £ E _Д ,ток нагрузки I _Д  в якорной цепи протекать не будет, т.к. тиристоры не пропускают его в обратном направлении.

     Решая уравнение (2.5) относительно E_Д, получаем ЭДС на зажимах двигателя от тока нагрузки I_Д при угле регулирования a = const :

,                      (2.8) 

  Результаты сведены в табл. 2.2 ниже. 

2.3.Построение зоны прерывистых токов в системе

  координат E _Д (I _Д)

 

     При построении зависимости E _Д = f (I _Д) предполагалось, что она линейна и преобразователь всегда работает в режиме непрерывного тока якорной цепи. Фактически же при малых моментах нагрузки на валу двигателя в кривой выпрямленного тока i появляются разрывы и ток становится прерывистым.

     Ширина зоны прерывистых токов,  т.е. значение I_ГР, зависит от суммарной индуктивности цепи выпрямленного тока L _S и угла a:

                        (2.9)

  

  После  определения I_ГР = f (a) /табл. 2.2/ построим эту зависимость графически на E _Д = f (I _Д)   /рис. 2.2/. 

                                                                                                                       Табл. 2.2