Transcript лекция 7
Тиристорные преобразователи напряжения (ТПН) Лекция 2 Назначение ТПН При использовании электротехнических устройств постоянного тока возникает необходимость управления напряжением на входных клеммах устройств с целью регулирования их выходных характеристик. Наиболее часто данный вид регулирования требует электропривод постоянного тока, в котором электродвигательным устройством служит двигатель постоянного тока, как вращательного так и возвратно-поступательного (линейного) движения. В настоящее время используются полупроводниковые статические преобразователи, представляющие собой управляемые реверсивные или нереверсивные выпрямители. Однофазная, нулевая, нереверсивная двухполупериодная схема ТПН (выпрямитель). Выпрямитель состоит из согласующего трансформатора TV, имеющего две вторичные обмотки; два тиристора VS1, VS2, СИФУ, а также дроссель L. Когда угол открывания тиристора a=0, то тиристоры VS1, VS2 получают импульсы управления от СИФУ в момент их естественного открытия - к ДПТ прикладывается полное напряжения Если с помощью СИФУ осуществлять подачу импульсов управления не в момент естественного открывания тиристоров VS1, VS2, то ЭДС преобразователя снизится, и этому будет соответствовать уже меньшее среднее значение напряжения подаваемого к ДПТ. Из-за импульсного управления характер ЭДС преобразователи и, соответственно, ток на якоре ДПТ также будут пульсирующими. Такой характер тока оказывает вредное воздействие на работу ДПТ, приводя к ухудшению условий работы его коллектора, дополнительно потерям энергии и нагреву. Для уменьшения пульсаций тока в цепь якоря включается сглаживающий дроссель L. Другим средством получения сглаженного выпрямленного тока является использование многофазных схем выпрямления. Однофазная, мостовая,нереверсивная двухполупериодная схема выпрямителя Выпрямитель включает в себя согласующий трансформатор TV1, имеющий одну вторичную обмотку; четыре тиристора VS1, VS2 , VS3,VS4; СИФУ и сглаживающий реактор L. В этой схеме тиристоры работают попарно VS1-VS2, VS3-VS4 за один период питающего напряжения. Временные диаграммы выпрямленных ЭДС, токов и их величины такие же как и для схемы однофазной нулевой. Однако обратное напряжение, прикладываемое к закрытому тиристору меньше. Трехфазная, нулевая, нереверсивная однополупериодная схема выпрямителя Выпрямитель состоит из согласующего трансформатора TV, тиристоры VS1-VS3 ; СИФУ и реактор. На данной схеме тиристоры работают последовательно: VS1, VS2, VS3… . Если рассмотреть влияние всех индуктивностей, то форма выпрямленных ЭДС и токов имеет сложный характер Из-за индуктивности рассеяния вторичной обмотки трансформатора переход тока от одного тиристора к другому происходит не мгновенно, а в течении некоторого времени, которое соответствует т.н. углу коммутации. В интервале t1-t2 работает тиристор VS1, в момент t2 начинается процесс коммутации тока с тиристора VS1 на VS2 , в течении которого работают оба тиристора. За счет ЭДС самоиндукции, наводимый в фазе U2a , ток ia1 спадает не сразу, а из вычитается часть напряжения, соответствующая ЭДС самоиндукции которая препятствует росту тока ia1, так что сумма токов ia2 в момент коммутации остается равной выпрямленному току Id. К концу коммутации – t3 ток в тиристоре VS1 становится равным нулю, а в тиристоре VS2 возрастает до фазного напряжения U2b, следовательно, выпрямленное напряжение снижается из-за индуктивного падения напряжения. Трехфазная мостовая, нереверсивная двухполупериодная схема выпрямителя В рассматриваемой схеме сменяясь одновременно работают только два тиристора: VS1-VS2; VS2-VS3… При этом к якорю двигателя прикладывается линейная ЭДС вторичных обмоток трансформатора. На практике для изменения полярности выходного напряжения выпрямителя широкое применение получили реверсивные выпрямители, состоящие из двух нереверсивных В реверсивных управляемых выпрямителях используются два принципа: совместное и раздельное Сущность раздельного управления состоит в том, что импульсы управления подаются только на один из комплектов выпрямителей B1 или B2, который должен в данный момент проводить ток. Совместное управление предусматривает подачу от системы импульснофазового управления одновременно на тиристоры выпрямителей В1 и В2, при этом один из выпрямителей работает в выпрямительном режиме и проводит ток, а другой из выпрямителей подготовлен для работы в инверторном режиме и ток не проводит. Для этого Eср.и>Eср.в, однако за счет разности мгновенных ЭДС между комплектами протекает уравнительный ток. Для его ограничения используют реакторы. Тиристорные регуляторы напряжения Для управления АД применяют тиристорные регуляторы напряжения. Такой регулятор состоит из шести тиристоров, каждая пара которых включается по параллельной схеме. Тиристорный регулятор напряжения позволяет включение и отключение асинхронного двигателя, а также регулирование его момента, тока и угловой скорости. При подаче на тиристоры импульсов управления с углом управления a=0 они будут полностью открыты и к зажимам АД будет приложено все напряжение сети. Если a>0, то к зажимам будет прикладываться меньшее напряжение.