DC-venttiilin muuntimet

Venttiilien DC-muuntimia käytetään DC-sähkömoottorien kenttä- ja ankkurikäämien tehonlähteenä, jos tarvitaan laajaa nopeudensäätöaluetta ja sähkökäytön transienttimoodien korkeaa laatua.

Näille käyttäjille venttiilimuuntajien tehopiirit voivat olla: nolla tai silta, yksivaiheinen tai kolmivaiheinen. Yhden tai toisen muuntajapiirin valinnan tulee perustua:

• sallitun virityksen aikaansaaminen tasasuunnatussa jännitekäyrässä,

• rajoittaa korkeampien harmonisten määrää ja suuruutta Vaihtojännite,

• tehomuuntajan korkea käyttö.

On hyvin tunnettua, että sykkivä tasasuunnainen muuntajajännite synnyttää moottoriin sykkivän virran, joka häiritsee moottorin normaalia kommutointia. Lisäksi jännitteen aaltoilu aiheuttaa lisähäviöitä moottorissa, mikä johtaa tarpeeseen yliarvioida sen tehoa.

Sähkömoottorin kommutoinnin parantaminen ja häviöiden pienentäminen voidaan saavuttaa joko lisäämällä tasasuuntaajan vaiheiden lukumäärää tai ottamalla käyttöön tasoitusinduktanssi tai parantamalla moottorin rakennetta.

Jos muuntaja on suunniteltu syöttämään moottorin ankkuripiiriä pienellä induktanssilla, sen rationaalisimmat tehopiirit ovat kolmivaiheisia: kaksinkertainen kolmivaiheinen nollajännite ylijännitereaktorilla, silta (kuva 1).

Riisi. 1. Kolmivaiheisten tyristorimuuntajien syöttöpiirit: a — kaksinkertainen kolmivaihenolla tasausreaktorilla, b — silta

Kenttäkäämien virransyöttöön DC moottoritMerkittävällä induktanssilla venttiilimuuntajien tehopiirit voivat olla sekä kolmivaiheisia nolla- että silta-yksi- tai kolmivaiheisia (kuva 2).

Riisi. 2. Tyristoritasasuuntaajien kaaviot kenttäkäämien virransyöttöä varten: a-kolmivaiheinen nolla, b-yksivaiheinen silta, c-kolmivaiheinen puoliohjattu jalkakäytävä

Kolmivaiheisista tasasuuntauspiireistä yleisin on kolmivaiheinen silta (kuva 1, b). Tämän tasasuuntausjärjestelmän edut ovat: sovitetun kolmivaiheisen muuntajan suuri käyttö, venttiilien käänteisjännitteen pienin arvo.

Suuritehoisissa sähkökäytöissä tasasuunnatun jännitteen aaltoilua vähennetään kytkemällä tasasuuntaajasiltoja rinnan tai sarjaan. Tässä tapauksessa tasasuuntaajasiltoja saa tehonsa joko yhdestä kolmikäämimuuntajista tai kahdesta kaksikäämimuuntajasta.

Ensimmäisessä tapauksessa muuntajan ensiökäämi on kytketty "tähteen" ja toissijainen - "tähteen", toinen - "kolmioon".Toisessa tapauksessa yksi muuntajista on kytketty "tähti-tähti" -järjestelmän mukaan ja toinen - "kolmiotähti" -järjestelmän mukaan.

Koska muuntajien ensiö- tai toisiokäämeillä on erilaiset kytkentäkaaviot, yhden sillan tasasuunnatussa jännitteessä on aaltomuotoja, jotka ovat epävaiheisia kulmassa toisen sillan tasasuunnattuihin jänniteaaltomuotoihin nähden. Tämän seurauksena moottorin ankkurin tasasuunnatussa kokonaisjännitteessä on aaltoiluja, joiden taajuus on 2 kertaa suurempi kuin kunkin sillan aaltojen taajuus Tasasuunnattujen jännitteiden hetkellisten arvojen yhtälö rinnakkain kytkettyjen siltojen kanssa suoritetaan tasoitusreaktorilla. Kun tasasuuntaajasiltoja kytketään sarjaan, piiri toimii samalla tavalla.

Säädettävien venttiilien määrän vähentämiseksi korjaukseen käytetään puolisäädettyjä tai yksisiltapiirejä. Tällöin puolet sillasta, esimerkiksi katodiryhmä, on ohjattu ja anodipuolikas ohjaamaton, ts. koottuna diodeille (katso kuva 2, c).

Kaikki edellä mainitut muuntimen tehopiirit ovat peruuttamattomia, koska ne varmistavat virran kulkemisen kuormassa vain yhteen suuntaan. Siirtyminen irreversiibelistä reversiibeliin voidaan tehdä joko koskettimen vaihtajalla tai asentamalla kaksi tasasuuntaajasarjaa. Tällaiset tasasuuntaajat valmistetaan vastarinnakkaismalle (kuva 3) tai ristikkäiselle (kuva 4) kaaviolle.

Antirinnakkaispiirissä molemmat sillat U1 ja U2 (katso kuva 3) syötetään muuntajan yhteisestä käämityksestä ja ne on kytketty vastakkain ja rinnakkain toistensa kanssa. Crossover-piirissä jokainen silta saa virtansa erillisestä kelasta ja kuormaan kytketty jako.

Riisi.3. Rinnakkaiskytkentämuuntimien kaavio

Riisi. 4. Muuntajien ristikytkentäkaavio

Kaksikomponenttisten vaihtosuuntaajien siltaventtiilien ohjaus voi olla erillinen tai yhteinen. Erillisessä ohjauksessa ohjauspulssit syötetään vain sillä hetkellä toimivan sillan venttiileille, joka antaa halutun virran suunnan kuormituspiirissä. Samanaikaisesti toisen sillan venttiilit ovat lukittuina.

Yhteisohjauksessa ohjauspulssit syötetään molempien siltojen venttiileihin samanaikaisesti kuorman virran suunnasta riippumatta. Siksi tällä ohjauksella toinen silloista toimii tasasuuntaajassa ja toinen on valmis invertteritilaan. Toisaalta yhteishallinto voi olla johdonmukaista ja epäjohdonmukaista.

Koordinoidussa ohjauksessa molempien siltojen venttiileihin syötetään ohjauspulsseja siten, että korjatun jännitteen y keskiarvot olivat samat. Epäyhtenäisen ohjauksen tapauksessa on välttämätöntä, että invertteritilassa toimivan sillan (invertteriventtiiliryhmä) keskimääräinen tasasuuntautunut jännite ylittää tasasuuntaajatilassa toimivan sillan jännitteen (tasasuuntaajaventtiiliryhmä).

Käännettävien piirien toiminnalle yhteisohjauksella on ominaista tasausvirran läsnäolo suljetussa silmukassa, jonka muodostavat ryhmäventtiilit ja muuntajan käämit, mikä ilmenee ryhmäjännitteiden hetkellisten arvojen epätasa-arvoisuuden vuoksi. aika. Jälkimmäisen rajoittamiseksi piireihin viedään tasauskuristimet L1 - L4 (katso kuva 3).

Yhteisesti koordinoidun ohjauksen etuja ovat yksinkertaisuus, valmius siirtyä tilasta toiseen, yksiselitteiset staattiset ominaisuudet, katkonaisen virtatilan puuttuminen pienilläkin kuormituksilla. Kuitenkin tällä ohjauksella piirissä kulkee suuria tasausvirtoja.

Ketjuissa, joissa on vertaansa vailla oleva ohjaus, on pienempi kuristinkoot kuin yhteensopivalla ohjauksella. Kuitenkin tällaisella ohjauksella sallittujen ohjauskulmien alue pienenee, mikä johtaa muuntajan vajaakäyttöön ja tehokertoimen pienenemiseen.

Yllä mainitut haitat on jätetty pois muunninpiiristä erillisellä ohjauksella. Tämä ohjausmenetelmä eliminoi tasausvirrat täysin, koska tässä tapauksessa ohjauspulssien syöttö suoritetaan vain venttiilien työryhmälle. Siksi kuristimia ja yleensä muuntajan tehoa ei tarvitse tasata, koska tasasuuntaajaryhmä voidaan avata säätökulman nolla-arvolla.