Шестифазный выпрямитель с уравнительным реактором
Шестифазная схема выпрямителя с уравнительным реактором изображена на рис.45.7. Она содержит два трехфазных выпрямителя с нулевой точкой, собранных на диодах VD1, VD3, VD5 и VD2, VD4, VD6. Питание схемы осуществляется через трехфазный трансформатор, имеющего две вторичные обмотки, каждая из которых соединена звездой. Система фазных напряжений одной вторичной звезды сдвинута на 180 эл.град. относительно фазных напряжений другой вторичной звезды.
Рис.45.7. Шестифазная нулевая (однотактная) схема выпрямителя
с уравнительным реактором
Уравнительный реактор Lу представляет собой катушку с замкнутым ферромагнитным сердечником, имеющую две одинаковые обмотки, включенные к общему узлу разноименными зажимами. Коммутация тока с вентилей одной группы на вентили другой невозможна из-за большой индуктивности уравнительного реактора, благодаря чему обеспечивается независимая работа каждого трехфазного выпрямителя с нулевым выводом. В результате продолжительность работы вентилей такая же, как и в трехфазной схеме выпрямления с нулевым выводом, но частота пульсаций выпрямленного напряжения получается шестикратной по сравнению с частотой напряжения сети, так что двойной трехфазный выпрямитель с уравнительным реактором, как и мостовой, является условно шестифазным.
Работа схемы иллюстрируется временными диаграммами токов и напряжений (рис.45.8).
На рис.45.8, а представлены кривые напряжения отдельных трехфазных выпрямителей. Кривая выпрямленного напряжения 
(схема I) выполнена сплошной линией, а кривая 
(схема II) – пунктирной.
Штриховкой показаны ординаты мгновенных напряжений на уравнительном реакторе, определяемых выражением
.
На рис.45.8, а кривые мгновенных значений вторичных фазных напряжений выпрямителя I обозначены а1, в1, с1, а выпрямителя II – а2, в2, с2. На рис.45.8, б кривая напряжения на уравнительном реакторе ик построена полностью. Как видно из рис.45.8, б, напряжение ик имеет почти треугольную форму и его амплитуда равна половине амплитуды фазного напряжения. Напряжение на уравнительном реакторе меняется с частотой в 3 раза больше частоты питающей сети. Кривую напряжения на нагрузке иd можно построить графически, вычитая из кривой величину ик/2 (помечена на рис.45.8, б пунктиром). Результирующая кривая 
обведена на рис.45.8, а жирной линией. Выражение для кривой выпрямленного напряжения можно получить через соответствующие фазные напряжения.
Так, в интервале υ1 – υ2, когда ток проводят вентили фаз а1 и с2, искомое напряжение иd равно
.
Рис.45.8. Шестифазная схема с уравнительным реактором.
Токи и напряжения на элементах схемы при α = 0
Точно также может быть найдено значение иd по всем интервалам периода. Как видно из рис.45.8, а, кривая выпрямленного напряжения иd имеет шестикратную пульсацию и сформирована из участка синусоид с амплитудой 
.
Среднее выпрямленное напряжение выпрямителя может быть получено путем интегрирования иd в интервале повторяемости, равном 1/6 части периода сетевого напряжения:
.
Обратное напряжение на вентиле вследствие независимой работы обеих трехфазных схем (IиII) ничем не отличается от обратного напряжения в трехфазной схеме со средней точкой.
Максимальное обратное напряжение равно
.
Кривая выпрямленного тока id в случае работы на активную нагрузку Rd в точности повторяет кривую выпрямленного напряжения. Так как трехфазные схемы IиII работают параллельно на общую нагрузку, то мгновенные токи через вентили будут равны половине мгновенных выпрямленных токов, то есть кривая тока в вентилях будет по своей форме повторять кривую выпрямленного тока в соответствующих интервалах.
Кривые токов в вентилях (вторичных фазных токов) показаны на рис.45.8, в. Кривые для случая работы на активную нагрузку изображены пунктирной линией. Токи первичной обмотки трансформатора можно получить из следующих уравнений:
iA = (ia1 – ia2) /KT;
iB = (iи1 – iв2) /KT;
iС = (iс1 – iс2) /KT,
где ia1, ia2, iи1, iв2, iс1, iс2 – мгновенные вторичные фазные токи; iA, iB, iС – мгновенные значения фазных токов в первичных обмотках трансформатора; КТ – коэффициент трансформации трансформатора TV.
Кривые фазных токов первичной обмотки трансформатора приведены на рис.45.8, г.
В случае соединения первичной обмотки трансформатора звездой эти кривые будут также и линейными токами. В случае соединения треугольником линейные токи находятся, как обычно, в виде разности смежных фазных токов. Кривая линейного тока для случая соединения первичной обмотки трансформатора треугольником приведена на рис.45.8, д.
Кривые токов в элементах схемы для режима работы на индуктивную нагрузку Ld = ∞ показаны на рис.45.8, в - д сплошной линией.
Среднее и действующее значения тока вентиля при этом равны
.
Токи вентилей одновременно являются и токами вторичных обмоток трансформатора I2. Действующий фазный ток первичной обмотки трансформатора
,
где КТ – коэффициент трансформации; 
.
Полные мощности первичной и вторичной обмоток трансформатора определяются следующим образом:
;
,
где 
– активная мощность в нагрузке.
Отсюда типовая мощность трансформатора определяется как
.
На рис.45.9 приведена внешняя характеристика данного выпрямителя. Как видно из рисунка, она имеет два участка: первый, резко спадающий, и второй, пологий. На первом участке (Id < 
), когда сердечник реактора ненасыщен, индуктивное сопротивление обмотки велико, и схема работает как обычная шестифазная с большим реактивным сопротивлением, включенным в контур коммутации. После насыщения сердечника (Id > ) индуктивное сопротивление обмотки реактора уменьшается, характеристика становится более пологой, наступает режим параллельной работы двух трехфазных схем.
Дата добавления: 2015-05-30; просмотров: 6657;