DC ventil omformere

Ventil-DC-omformere bruges til at drive felt- og ankerviklingerne af DC-elektriske motorer, hvis der kræves en bred vifte af hastighedsregulering og høj kvalitet af de transiente tilstande af det elektriske drev.

For disse brugere kan strømkredsløbene for ventilomformere være: nul eller bro, enfaset eller trefaset. Valget af et eller andet konverterkredsløb bør baseres på:

• tilvejebringelse af tilladt excitation i den ensrettede spændingskurve,

• begrænsning af antallet og størrelsen af ​​højere harmoniske vekselspænding,

• høj brug af krafttransformer.

Det er velkendt, at den pulserende ensrettede omformerspænding skaber en pulserende strøm i motoren, som forstyrrer den normale kommutering af motoren. Derudover forårsager spændingsbølger yderligere tab i motoren, hvilket fører til behovet for at overvurdere dens effekt.

Forbedring af kommutering og reduktion af tab i den elektriske motor kan opnås enten ved at øge antallet af faser af ensretteren, eller ved at indføre en udjævningsinduktans eller ved at forbedre designet af motoren.

Hvis konverteren er designet til at forsyne motorens ankerkredsløb med lav induktans, er dens mest rationelle strømkredsløb trefasede: dobbelt trefaset nul med en overspændingsreaktor, bro (fig. 1).

Ris. 1. Forsyningskredsløb for trefasede tyristorkonvertere: a — dobbelt trefaset nul med udligningsreaktor, b — bro

Til strømforsyning af feltspoler DC motorermed betydelig induktans kan strømkredsløbene for ventilomformere være både trefasede nul og bro enfaset eller trefaset (fig. 2).

Ris. 2. Skemaer af tyristor ensrettere til at drive feltviklingerne: a-trefaset nul, b-enfaset bro, c-trefaset semi-styret belægning

Af de trefasede ensretterkredsløb er den mest udbredte den trefasede bro (fig. 1, b). Fordelene ved denne ensretningsordning er: høj brug af matchende trefaset transformer, den mindste værdi af ventilernes omvendte spænding.

For højeffekt elektriske drev opnås reduktionen af ​​den ensrettede spændingsrippel ved at forbinde ensretterbroer parallelt eller i serie. I dette tilfælde forsynes ensretterbroerne enten af ​​en tre-vindet transformer eller af to to-vindede transformere.

I det første tilfælde er transformatorens primære vikling forbundet "stjerne", og den sekundære - i "stjernen", den anden - i "deltaen".I det andet tilfælde er en af ​​transformatorerne forbundet i henhold til "stjerne-stjerne"-skemaet, og den anden - ifølge "delta-stjerne"-skemaet.

På grund af det faktum, at transformatorernes primære eller sekundære viklinger har forskellige tilslutningsskemaer, vil den ensrettede spænding på den ene bro have bølgeformer, der er ude af fase i en vinkel til de ensrettede spændingsbølgeformer på den anden bro. Som et resultat vil den samlede ensrettede spænding af motorens armatur have krusninger, hvis frekvens er 2 gange højere end frekvensen af ​​bølgerne på hver bro. Ligningen for de øjeblikkelige værdier af de ensrettede spændinger parallelt med de tilsluttede broer udføres af en udjævningsreaktor. Når ensretterbroer er forbundet i serie, fungerer kredsløbet på samme måde.

For at reducere antallet af kontrollerbare ventiler, anvendes semi-regulerede eller enkelte brokredsløb til korrektion. I dette tilfælde er halvdelen af ​​broen, for eksempel katodegruppen, kontrolleret, og anodehalvdelen er ukontrolleret, dvs. samlet på dioder (se fig. 2, c).

Alle de ovennævnte konverterstrømkredsløb er irreversible, da de kun sikrer strømmen af ​​strøm i belastningen i én retning. Overgangen fra et irreversibelt til et reversibelt kredsløb kan enten ske ved at bruge en kontaktomskifter eller ved at installere to sæt ensrettere. Sådanne ensrettere er lavet i anti-parallelle (fig. 3) eller krydsede (fig. 4) skemaer.

I et anti-parallel kredsløb bliver begge broer U1 og U2 (se fig. 3) tilført fra transformatorens fælles vikling og er forbundet modsat og parallelt med hinanden. I et crossover-kredsløb er hver bro drevet af en separat spole og crossover forbundet til belastningen.

Ris.3. Skema af anti-parallel forbindelse konvertere

Ris. 4. Diagram over krydsforbindelse af omformere

Styringen af ​​broventilerne på to-komponent reversible omformere kan være separat eller fælles. Ved separat styring tilføres styreimpulserne kun til ventilerne på den bro, der aktuelt er i drift og giver den ønskede strømretning i belastningskredsløbet. Samtidig er ventilerne på den anden bro låst.

Ved fælles styring tilføres styreimpulserne til begge broers ventiler samtidigt, uanset strømmens retning i belastningen. Derfor arbejder en af ​​broerne med denne kontrol i ensretter, og den anden er forberedt til invertertilstand. Co-governance kan på den anden side være konsekvent og inkonsekvent.

Ved koordineret styring tilføres styreimpulser til begge broers ventiler, således at gennemsnitsværdierne af den korrigerede spænding y sidstnævnte var ens. I tilfælde af inkonsekvent styring er det nødvendigt, at den gennemsnitlige ensrettede spænding på broen, der arbejder i invertertilstand (inverterventilgruppe), overstiger spændingen på broen, der arbejder i ensrettertilstand (ensretterventilgruppe).

Driften af ​​reversible kredsløb med fælles kontrol er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​en udligningsstrøm i en lukket sløjfe dannet af gruppeventilerne og transformatorens viklinger, som vises på grund af uligheden mellem de øjeblikkelige værdier af gruppespændingerne alle tiden. For at begrænse sidstnævnte indføres udligningsdrosler L1 - L4 i kredsløbene (se fig. 3).

Fordelene ved fælles koordineret kontrol er enkelhed, klarhed til at skifte fra en tilstand til en anden, utvetydige statiske karakteristika, fravær af intermitterende strømtilstand selv ved lave belastninger. Men med denne kontrol flyder der store udligningsstrømme i kredsløbet.

Kæder med uovertruffen kontrol har mindre chokerstørrelser end med matchet kontrol. Men med en sådan kontrol falder området af tilladte styrevinkler, hvilket fører til underudnyttelse af transformeren og et fald i effektfaktoren.

Ovenstående ulemper er frataget konverterkredsløbet med en separat styring. Denne kontrolmetode eliminerer fuldstændigt udligningsstrømme, da tilførslen af ​​styreimpulser i dette tilfælde kun udføres for en arbejdsgruppe af ventiler. Derfor er det ikke nødvendigt at udligne drosler og generelt transformatoreffekt, da ensrettergruppen kan åbnes med nulværdien af ​​justeringsvinklen.