|
разделяются на эквивалентные и собственные.
Собственные схемы строятся на основе последовательного соединения двух
шестипульсовых схем выпрямления, каждая из которых питается от своего трансформатора
или другого источника трехфазного тока. Обмотки источника напряжения соединяются так,
чтобы их линейные напряжения были сдвинуты относительно друг друга на 30 эл. град. Для
этого одну из вторичных обмоток соединяют в звезду, а вторую – в треугольник. При этом в
последнем случае фазное напряжение будет √3в раз больше, чем у первой. Результирующее
выпрямленное напряжение получается двенадцатипульсовым благодаря суммированию двух
шестипульсовых: U
d
= U
dl
+ U
d2
Эквивалентные схемы (рис. 10.6) строятся на основе параллельного соединения
шестипульсовых выпрямителей. Они нашли широкое применение в выпрямительных
устройствах тепловозов с электрической передачей переменно-постоянного тока.
Использование таких схем позволяет получить меньшие пульсации выпрямленного
напряжения (k
q
= 0,03), а следовательно, улучшить условия работы тяговых двигателей без
установки дополнительных сглаживающих устройств и повысить коэффициент мощности
благодаря приближению формы потребляемого тока к синусоидальной. Средние значения
выпрямленного напряжения одинаковы и равны общему выпрямленному напряжению U
d1
=
U
d2
= U
d
. Общий ток нагрузки I
d
распределяется поровну между обеими трехфазными
обмотками. Основные расчетные зависимости для каждой из выпрямительных схем остаются
такими же, как для шестипульсовых схем выпрямления.
Рис. 10.6. Эквивалентная двенадцатипульсовая схема выпрямителя.
Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость среднего
выпрямленного напряжения от среднего выпрямленного тока U
d
= f(I
d
) и отражает все
режимы работы: от холостого хода до короткого замыкания (рис. 10.7). Как видно из
101 / 203
графика, с увеличением тока нагрузки выпрямленное напряжение снижается. Это
объясняется несколькими причинами, которые условно можно разделить на три группы.
1. Падение напряжения U
dγ
вызванное процессом коммутации и обусловленное
индуктивностью источника напряжения. Оно может быть названо индуктивным падением
напряжения (ΔU
dL
= ΔU
dγ
).
2. Падение напряжения на активных сопротивлениях схемы – активные падения напряжения
ΔU
dR
.
3. Падение напряжения на силовых полупроводниковых приборах выпрямителя ΔU
dγ
=
nΔU
V
, где n – число последовательно включенных диодов (при мостовой схеме – суммарное
число последовательно соединенных диодов в двух противоположных плечах моста); ΔU
V
–
падение напряжения на одном диоде (ΔU
V
= = 0,4...1,4В). В общем случае среднее
выпрямленное напряжение схемы: U
d
= U
d0
- ΔU
dγ
- ΔU
dR
- ΔU
V
, где U
d0
– среднее
выпрямленное напряжение холостого хода, В. Таким образом, уменьшение выпрямленного
напряжения связано с возрастанием падений напряжений ΔU
dR
и ΔU
dγ
. Коэффициент
полезного действия выпрямителя определяется формулой: η = P
нагр
/ P
нагр
+ ΔP, где Р
нагр
–
мощность, потребляемая нагрузкой, Вт; ΔP – внутренние потери мощности в выпрямителе,
Вт. В величину ΔP входят не только потери мощности в диодах, но и в обмотках источника
напряжения, сглаживающем реакторе, а также мощность, расходуемая во вспомогательных
устройствах (например, вентиляторах, осуществляющих охлаждение диодов). Общий КПД
выпрямителя можно представить в виде произведения: η = η
V
η
T
, где η
V
– КПД диодов; η
T
–
КПД источника напряжения. КПД диодов выпрямителя определяется по формуле:
η
V
= U
d
/ U
d
+ ΔU
V
Из этой формулы следует, что КПД диодов существенно возрастает по мере увеличения
рабочего напряжения U
d
выпрямителя. При этом, чем выше класс применяемых диодов, тем
больше η
V
. При небольших напряжениях КПД выпрямителя определяется в основном КПД
диодов. При переходе же к более высоким напряжениям возрастает влияние источника
напряжения и вспомогательных устройств, так как КПД диодов приближается к единице.
Например, КПД выпрямительной установки тепловоза 2ТЭ116 достигает 0,98.
Рис. 10.7. Внешняя характеристика двенадцатипульсового выпрямителя.
U
d0
– среднее выпрямленное напряжение на холостом ходу.
U
d
= f(I
d
)
102 / 203
Рис. 10.8. Зависимость КПД двенадцатипульсового выпрямителя от тока нагрузки.
η = f( I
d
)
Большая экономичность полупроводниковых выпрямителей при высоких напряжениях
обусловливается также и тем, что они сохраняют высокие значения КПД при изменении
нагрузки в широких пределах. Зависимость КПД выпрямительной установки от тока
нагрузки I
н
показана на рис. 10.8.
Do'stlaringiz bilan baham: |
