DC ventil omformere

Ventil-DC-omformere brukes til å drive felt- og ankerviklingene til DC-elektriske motorer i tilfelle det kreves et bredt spekter av hastighetsregulering og høy kvalitet på transientmodusene til den elektriske stasjonen.

For disse brukerne kan strømkretsene til ventilomformere være: null eller bro, enfase eller trefase. Valget av en eller annen omformerkrets bør være basert på:

• gir tillatt eksitasjon i den likerettede spenningskurven,

• begrense antallet og størrelsen på høyere harmoniske vekselspenning,

• høy bruk av krafttransformator.

Det er velkjent at den pulserende likerettede omformerspenningen skaper en pulserende strøm i motoren som forstyrrer motorens normale kommutering. I tillegg forårsaker spenningsrippel ytterligere tap i motoren, noe som fører til behovet for å overvurdere kraften.

Forbedring av kommutering og reduksjon av tap i den elektriske motoren kan oppnås enten ved å øke antall faser til likeretteren, eller ved å innføre en utjevningsinduktans, eller ved å forbedre utformingen av motoren.

Hvis omformeren er designet for å forsyne motorens ankerkrets med lav induktans, er dens mest rasjonelle kraftkretser trefasede: dobbel trefase null med en overspenningsreaktor, bro (fig. 1).

Ris. 1. Forsyningskretser for trefase tyristoromformere: a — dobbel trefase null med utjevningsreaktor, b — bro

For å drive feltspoler DC-motorermed betydelig induktans kan strømkretsene til ventilomformere være både trefase null og bro enfase eller trefase (fig. 2).

Ris. 2. Skjemaer av tyristorlikerettere for å drive feltviklingene: a-trefase null, b-enfasebro, c-trefase halvkontrollert fortau

Av de trefasede likeretterkretsene er den mest utbredte trefasebroen (fig. 1, b). Fordelene med denne utbedringsordningen er: høy bruk av matchende trefasetransformator, den minste verdien av omvendt spenning til ventilene.

For elektriske drivenheter med høy effekt oppnås reduksjonen av den likerettede spenningsrippelen ved å koble likeretterbroer parallelt eller i serie. I dette tilfellet drives likeretterbroene enten av en tre-viklingstransformator eller av to to-viklingstransformatorer.

I det første tilfellet er transformatorens primærvikling koblet til "stjerne", og den sekundære - i "stjernen", den andre - i "deltaen".I det andre tilfellet er en av transformatorene koblet i henhold til "stjerne-stjerne"-skjemaet, og den andre - i henhold til "delta-stjerne"-skjemaet.

På grunn av det faktum at primær- eller sekundærviklingene til transformatorene har forskjellige koblingsskjemaer, vil den likerettede spenningen på den ene broen ha bølgeformer som er ute av fase i en vinkel til de likerettede spenningsbølgeformene på den andre broen. Som et resultat vil den totale likerettede spenningen til motorens armatur ha krusninger, hvis frekvens er 2 ganger høyere enn frekvensen til bølgene til hver bro. Ligningen for øyeblikksverdiene til de likerettede spenningene parallelt med de tilkoblede broene utføres av en utjevningsreaktor. Når likeretterbroer er seriekoblet, fungerer kretsen på lignende måte.

For å redusere antall kontrollerbare ventiler brukes halvregulerte eller enkeltbrokretser for korreksjon. I dette tilfellet er halvparten av broen, for eksempel katodegruppen, kontrollert, og anodehalvdelen er ukontrollert, dvs. montert på dioder (se fig. 2, c).

Alle de ovennevnte omformerkraftkretsene er irreversible, da de sikrer flyten av strøm i lasten i bare én retning. Overgangen fra en irreversibel til en reversibel krets kan gjøres enten ved å bruke en kontaktreverser eller ved å installere to sett likerettere. Slike likerettere er laget i anti-parallelle (fig. 3) eller kryssede (fig. 4) ordninger.

I en antiparallell krets mates begge broene U1 og U2 (se fig. 3) fra transformatorens fellesvikling og kobles motsatt og parallelt med hverandre. I en crossover-krets er hver bro drevet av en separat spole og crossover koblet til lasten.

Ris.3. Opplegg for anti-parallelle tilkoblingsomformere

Ris. 4. Diagram over tverrkobling av omformere

Styringen av broventilene til to-komponent reversible omformere kan være separat eller felles. Ved separat styring tilføres styrepulsene til ventilene til kun broen som er i drift og gir ønsket strømretning i lastkretsen. Samtidig er ventilene på den andre brua låst.

Ved fellesstyring tilføres styrepulsene til begge broers ventiler samtidig, uavhengig av strømmens retning i lasten. Derfor, med denne kontrollen, fungerer en av broene i likeretter og den andre er forberedt for invertermodus. Samstyre kan derimot være konsekvent og inkonsekvent.

Ved koordinert kontroll tilføres kontrollpulser til ventilene til begge broer, slik at gjennomsnittsverdiene for den korrigerte spenningen til sistnevnte var like. Ved inkonsekvent kontroll er det nødvendig at den gjennomsnittlige likerettede spenningen til broen som opererer i invertermodus (vekselretterventilgruppe) overstiger spenningen til broen som opererer i likerettermodus (likeretterventilgruppe).

Driften av reversible kretser med felles kontroll er preget av tilstedeværelsen av en utjevningsstrøm i en lukket sløyfe dannet av gruppeventilene og viklingene til transformatoren, som vises på grunn av ulikheten i de øyeblikkelige verdiene til gruppespenningene alle tiden. For å begrense sistnevnte, innføres utjevningsdrosler L1 - L4 i kretsene (se fig. 3).

Fordelene med felles koordinert kontroll er enkelhet, beredskap til å bytte fra en modus til en annen, entydige statiske egenskaper, fravær av intermitterende strømmodus selv ved lave belastninger. Med denne kontrollen flyter imidlertid store utjevningsstrømmer i kretsen.

Kjeder med uovertruffen kontroll har mindre chokestørrelser enn med matchet kontroll. Men med en slik kontroll reduseres utvalget av tillatte kontrollvinkler, noe som fører til underutnyttelse av transformatoren og en reduksjon i effektfaktor.

De ovennevnte ulempene er fratatt omformerkretsen med en separat kontroll. Denne kontrollmetoden eliminerer fullstendig utjevningsstrømmer, siden tilførselen av kontrollpulser i dette tilfellet kun utføres for en arbeidsgruppe av ventiler. Derfor er det ikke nødvendig å utjevne drosler og generelt transformatoreffekt, siden likerettergruppen kan åpnes med nullverdien til justeringsvinkelen.