9.2.3 Двойная трехфазная схема с уравнительным ректором.

Трансформатор в таком выпрямителе (рис.9.6 ) имеет шесть вторичных обмоток, образующих две трехфазные группы, каждая из которых соединена в звезду. ЭДС соответствующих фаз ( a-x, b-y, c-z ) сдвинуты по фазе на 180⁰. Группы соединены между собой уравнительным реактором, обеспечивающим их параллельную работу за счет выравнивания напряжения между ними. Уравнительный реактор представляет собой дроссель с замкнутым ферромагнитным магнитопроводом, имеющим две одинаковые обмотки.

Без уравнительного реактора в каждый момент времени работала бы только одна обмотка, имеющая наибольшую ЭДС. Наличие уравнительного реактора обеспечивает попарную работу вентилей и обмоток трансформатора, повышая эффективность их использования.

Например, на участке 1 временной диаграммы выпрямителя работают обмотки a и y, имеющие наибольшие ЭДС в своих трехфазных группах, и вентили VD1 и VD5. Ток каждой группы протекает через одну из обмоток уравнительного реактора. Обмотки реактора подключены таким образом, что магнитные потоки, создаваемые токами отдельных групп, направлены встречно. Результирующий магнитный поток определяется током той обмотки, ЭДС которой в данный момент больше. В обмотках реактора индуцируются напряжения U_у1 = U_у2 , имеющие разные знаки по отношению к общему выводу. Эти напряжения складываются с напряжением вторичной обмотки, меньшим в данный момент времени, и вычитаются из большего напряжения вторичной обмотки. В результате фазные напряжения выравниваются, что и приводит к параллельной работе трехфазных групп.

Рисунок 9.6 – Двойная трехфазная схема выпрямления с уравнительным реактором

На участке 2 временной диаграммы выпрямителя работают обмотки a и z, имеющие наибольшие ЭДС в своих трехфазных группах, и вентили VD1 и VD6. И так далее.

Таким образом, каждый из вентилей и каждая из обмоток трансформатора работают на протяжении 120⁰ . Причем всегда на нагрузку работают параллельно два вентиля и две обмотки из разных трехфазных групп. Это обеспечивает хорошее использование вентилей и вторичных обмоток по току.

Трансформатор обеспечивает шесть синусоидальных напряжений, сдвинутых по фазе на 60⁰ . Поэтому при построении выпрямительного блока на тиристорах выпрямленный ток становится прерывистым при углах регулирования α  90⁰. Таким образом, двойная трехфазная схема с уравнительным реактором обеспечивает глубокое регулирование сварочного тока и рабочего напряжения на дуге и широко применяется в универсальных тиристорных сварочных выпрямителях на номинальные токи до 500А.

Напряжение холостого хода выпрямителя

U_Х.Х =1,17U_2Ф. , (9.14)

а при фазовом регулировании

U_Х.Х =1,17U_2Ф. cosα . (9.15)

Максимальное обратное напряжение, приложенное к вентилю,

U_ОБР.MAX = U_2Ф= 2,09 U_Х.Х. (9.16)

Ток протекает в течение одной трети периода через пару вентилей, параллельно работающих на нагрузку, следовательно, средний прямой ток через вентиль

I_В.СР = I_d /6  0,167I_d . (9.17)

Действующие значения вторичного и первичного тока трансформатора при жестких характеристиках выпрямителя:

I₂ = 0,29 I_d , I₁ = (1/n) 0,408 I_d . (9.18 )

При падающих характеристиках

I₂ = 0,26 I_d , I₁ = (1/n) 0,37 I_d . (9.19 )

Расчетная мощность трансформатора при жестких и падающих внешних характеристиках выпрямителя:

Р_Т.Ж.Х = 1,26 U_ХХ I_d , (9.20)

Р_Т.П.Х = 1,14 U_ХХ I_d . (9.21)