ДЦ вентилски претварачи

Вентилски ДЦ претварачи се користе за напајање намотаја поља и арматуре ДЦ електромотора у случају да је потребан широк опсег регулације брзине и висок квалитет прелазних режима електромотора.

За ове кориснике струјна кола вентилских претварача могу бити: нулта или мостна, једнофазна или трофазна. Избор једног или другог кола претварача треба да се заснива на:

• обезбеђивање дозвољене побуде у кривој исправљеног напона,

• ограничавање броја и величине виших хармоника наизменични напон,

• велика употреба енергетског трансформатора.

Добро је познато да пулсирајући напон исправљеног претварача ствара пулсирајућу струју у мотору која ремети нормалну комутацију мотора. Поред тога, таласи напона изазивају додатне губитке у мотору, што доводи до потребе за прецењивањем његове снаге.

Побољшање комутације и смањење губитака у електромотору може се постићи или повећањем броја фаза исправљача, или увођењем углађујуће индуктивности, или побољшањем конструкције мотора.

Ако је претварач дизајниран за напајање арматурног кола мотора са ниском индуктивношћу, његови најрационалнији кругови напајања су трофазни: двоструки трофазни нулти са реактором пренапона, мост (слика 1).

Пиринач. 1. Кола напајања трофазних тиристорских претварача: а — двострука трофазна нула са реактором за изједначавање, б — мост

За напајање намотаја поља ДЦ моториса значајном индуктивношћу, струјна кола вентилских претварача могу бити и трофазна нулта и мостна једнофазна или трофазна (сл. 2).

Пиринач. 2. Шеме тиристорских исправљача за напајање намотаја поља: а-трофазни нула, б-монофазни мост, ц-трофазни полуконтролисани коловоз

Од трофазних исправљачких кола, најраспрострањенији је трофазни мост (сл. 1, б). Предности ове шеме исправљања су: велика употреба одговарајућег трофазног трансформатора, најмања вредност реверзног напона вентила.

Код електричних погона велике снаге смањење таласа исправљеног напона постиже се паралелним или серијским повезивањем исправљачких мостова. У овом случају, исправљачке мостове напаја или један тронамотајни трансформатор или два трансформатора са два намотаја.

У првом случају, примарни намотај трансформатора је повезан "звезда", а секундарни - у "звезди", други - у "трокут".У другом случају, један од трансформатора је повезан према шеми "звезда-звезда", а други - према шеми "делта-звезда".

Због чињенице да примарни или секундарни намотаји трансформатора имају различите шеме повезивања, исправљени напон на једном мосту ће имати таласне облике који су ван фазе под углом у односу на таласне облике исправљеног напона на другом мосту. Као резултат тога, укупан исправљени напон арматуре мотора ће имати таласе, чија је фреквенција 2 пута већа од фреквенције таласа сваког моста. Једначина тренутних вредности ​​исправљених напона паралелно са спојеним мостовима врши се реактором за глачање. Када су исправљачки мостови повезани у серију, коло ради на сличан начин.

Да би се смањио број управљивих вентила, за корекцију се користе полурегулисана или једнострука мостна кола. У овом случају је половина моста, на пример, катодна група, контролисана, а анодна половина је неконтролисана, тј. састављени на диодама (види слику 2, ц).

Сва наведена струјна кола претварача су неповратна, јер обезбеђују проток струје у оптерећењу само у једном правцу. Прелазак са иреверзибилног на реверзибилно коло може се извршити било коришћењем контактног реверсера или уградњом два сета исправљача. Такви исправљачи се израђују у антипаралелним (слика 3) или укрштеним (слика 4) шемама.

У антипаралелном колу, оба моста У1 и У2 (види слику 3) се напајају из заједничког намотаја трансформатора и спојени су супротно и паралелно један са другим. У кругу скретнице, сваки мост се напаја одвојеним калемом и скретницом повезаним са оптерећењем.

Пиринач.3. Шема претварача антипаралелне везе

Пиринач. 4. Шема унакрсног повезивања претварача

Управљање мосним вентилима двокомпонентних реверзибилних претварача може бити одвојено или заједничко. У одвојеном управљању, контролни импулси се доводе до вентила само моста који тренутно ради и обезбеђује жељени смер струје у кругу оптерећења. Истовремено, вентили на другом мосту су закључани.

У заједничком управљању, контролни импулси се доводе до вентила оба моста истовремено, без обзира на смер струје у оптерећењу. Дакле, са овом контролом један од мостова ради у исправљачу, а други је припремљен за инвертерски режим. Заједничко управљање, с друге стране, може бити доследно и недоследно.

У координисаном управљању, контролни импулси се доводе до вентила оба моста, тако да су просечне вредности коригованог напона и последњем биле једнаке. У случају неконзистентног управљања потребно је да средњи исправљени напон моста који ради у инвертерском режиму (група инверторских вентила) буде већи од напона моста који ради у режиму исправљача (група исправљачких вентила).

Рад реверзибилних кола са заједничком контролом карактерише присуство изједначујуће струје у затвореној петљи коју формирају групни вентили и намотаји трансформатора, која се појављује због неједнакости тренутних вредности групних напона свих време. Да би се ово последње ограничило, у кола се уводе изједначујући пригушници Л1 — Л4 (види слику 3).

Предности заједничког координисаног управљања су једноставност, спремност за прелазак са једног режима на други, недвосмислене статичке карактеристике, одсуство режима повремене струје чак и при малим оптерећењима. Међутим, са овом контролом, велике струје изједначавања теку у колу.

Ланци са неупоредивом контролом имају мање величине пригушница него са усклађеном контролом. Међутим, са таквом контролом смањује се опсег дозвољених контролних углова, што доводи до недовољног искоришћења трансформатора и смањења фактора снаге.

Горе наведени недостаци су лишени круга претварача са посебном контролом. Овај метод управљања у потпуности елиминише изједначујуће струје, јер се у овом случају снабдевање контролних импулса врши само за радну групу вентила. Због тога нема потребе за изједначавањем пригушница и уопште снаге трансформатора, пошто се група исправљача може отворити са нултом вредношћу угла подешавања.