
- •Курс лекций
- •«Электронная техника и преобразователи в электроснабжении»
- •Введение
- •1. Силовые полупроводниковые приборы
- •1.1. Силовые полупроводниковые диоды
- •1.2. Конструкция силовых полупроводниковых диодов
- •1.3. Силовые полупроводниковые тиристоры
- •1.4. Система условных обозначений силовых диодов и тиристоров
- •1.5. Тепловой режим силовых полупроводниковых приборов
- •1.6. Определение предельного тока силового полупроводникового прибора по условиям охлаждения
- •2. Параллельное и последовательное соединение силовых полупроводниковых приборов
- •2.1. Параллельное соединение силовых полупроводниковых приборов
- •2.2. Последовательное соединение мощных полупроводниковых приборов
- •2.3. Групповое соединение силовых полупроводниковых приборов
- •2.4. Схема вентильного плеча выпрямителя пвэ-3
- •3. Трёхфазные выпрямительные агрегаты
- •3.1. Классификация выпрямительных агрегатов
- •3.2. Схема трёхпульсового выпрямителя
- •3.3. Схема выпрямителя «Две обратные звезды с уравнительным реактором»
- •Режим полного холостого хода
- •Режим условного холостого хода
- •Режим параллельной работы
- •3.4. Схема шестипульсового мостового выпрямителя (схема Ларионова)
- •3.5. Схема двенадцатипульсового мостового выпрямителя
- •3.6. Сравнение характеристик выпрямителей
- •3.7. Вентильная часть двенадцатипульсового выпрямителя тпед-3150-3,3к–у1 и особенности схемы главных электрических соединений
- •4. Управляемые выпрямители
- •4.1. Трёх пульсовый управляемый выпрямитель
- •4.2. Шестипульсовый мостовой управляемый выпрямитель
- •5. Коммутация вентильных токов, внешние характеристики и энергетические показатели выпрямителей
- •5.1. Коммутация вентильных токов
- •5.2. Внешние характеристики выпрямителей
- •5.3. Коэффициент мощности выпрямителя
- •5.4. Коэффициент полезного действия выпрямителя
- •6. Пульсации выпямленнго напряжения
- •6.1. Высшие гармоники
- •6.2. Фильтры для подавления гармоник выпрямленного напряжения
- •6.3. Параллельная работа выпрямительных агрегатов с различным числом пульсов выпрямленного напряжения
- •Значение индуктивных и активных сопротивлений вторичных обмоток
- •Контрольные вопросы
- •7. Зависимые инверторы
- •7.1. Принцип работы зависимого инвертора
- •7.2. Выпрямительно-инверторный преобразователь випэ-1
- •7.3. Выпрямительно-инверторный преобразователь випэ-2
- •Основные технические данные випэ-2
- •7.4. Коэффициент мощности инвертора
- •8. Аварийные режимы работы выпрямителей
- •8.1. Токи и напряжения аварийных режимов в выпрямителях
- •8.2. Виды коротких замыканий в выпрямителе
- •8.3. Устройство защиты и сигнализации узс-15 эм
- •9. Системы управления преобразовательными агрегатами тяговых подстанций
- •10. Импульсные преобразователи постоянного тока
- •10.1. Импульсные регуляторы постоянного тока
- •10.2. Одно операционный импульсный регулятор с частотной модуляцией. Схема с включением коммутирующего контура параллельно тиристору
- •10.3. Одно операционный импульсный регулятор с частотной модуляцией. Схема с включением катушки коммутирующего контура последовательно с тиристором
- •10.4. Двух операционный импульсный регулятор с широтной модуляцией
- •10.5. Трёх операционный импульсный регулятор с широтной модуляцией
- •10.6. Многофазные схемы импульсных регуляторов
- •10.7. Силовые электронные ключи для схем импульсных регуляторов
- •10.8. Пункт повышения напряжения в контактной сети постоянного тока (ппн)
- •11. Автономные инверторы
- •11.1. Автономный инвертор тока
- •11.2. Автономный инвертор напряжения
- •11.3. Резонансные инверторы
- •11.4. Трёхфазный мостовой автономный инвертор напряжения
- •11.5. Применение автономных инверторов в тяговом электроприводе с трёхфазными асинхронными двигателями
- •Библиографический список
Значение индуктивных и активных сопротивлений вторичных обмоток
трансформаторов шести и двенадцати пульсовых выпрямителей, Ом
6-ти пульсовый |
12-ти пульсовый |
||||
обмотка «звезда» |
обмотка «треугольник» |
||||
ХТР.6 |
RТР.6 |
ХТР.12.Y |
RТР.12.Y |
ХТР.12. |
RТР.12. |
0,037 |
0,003 |
0,0117 |
0,001 |
0,035 |
0,003 |
Для последовательно включённых сопротивлений обмоток трансформаторов полное сопротивление z можно определить по формуле:
. (6.8)
Таким образом, общее сопротивление фаз
вторичных обмоток трансформаторов
выпрямительных агрегатов при параллельной
работе
Ом.
Амплитуда уравнительного тока в момент времени, когда амплитуда пульсации шести пульсового выпрямителя максимальна, а амплитуда пульсации двенадцати пульсового выпрямителя минимальна
А;
когда амплитуда пульсации и шести пульсового и двенадцати пульсового выпрямителей минимальна
А,
то есть амплитуда уравнительного тока составляет около 1/3 части номинального тока выпрямителей.
Коммутация вентильных токов выпрямителя проявляется в снижении среднего выпрямленного напряжения при неизменной амплитуде пульсаций. Поскольку коммутация в момент времени действия +ud1 происходит только в 12-ти пульсовом выпрямителе, то под нагрузкой при параллельной работе выпрямителей +ud1 будет возрастать, следовательно, возрастёт и амплитуда уравнительного тока.
Как следует из расчётов, параллельная работа выпрямительных агрегатов одинаковой мощности, но с разным числом пульсов выпрямленного напряжения, приведёт к появлению уравнительных токов значительной величины, что может привести к перегрузке и повреждению полупроводниковых вентилей. Поэтому использовать выпрямительные агрегаты в таком режиме не рекомендуется.
Контрольные вопросы
1. Почему в выпрямленном напряжении содержатся переменные составляющие с частотой, кратной частоте питающей сети?
2. Что такое коэффициент волнистости?
3. Как образуются комбинационные частоты гармоник выпрямленного напряжения?
4. Какую роль в сглаживании пульсаций выпрямленного напряжения играет сглаживающий реактор РБФАУ?
5. Для чего применяются резонансные контуры в схеме сглаживающего фильтра?
6. В чём отличие упрощённого сглаживающего фильтра для двенадцатипульсового выпрямителя?
7. Почему не следует включать на параллельную работу выпрямители с разным числом пульсов выпрямленного напряжения?
8. Какой величины может достигать уравнительный ток между параллельно работающими выпрямителями с разным числом пульсаций выпрямленного напряжения?
7. Зависимые инверторы
При работе электроустановок в ряде случаев возникает необходимость преобразования постоянного тока в переменный ток. Такой процесс называется инвертированием. На железнодорожном транспорте необходимость инвертирования появляется при рекуперативном торможении. В режиме рекуперативного торможения тяговые электродвигатели ЭПС переводятся в режим генератора без изменения полярности. В контактную сеть от ЭПС начинает поступать электрическая энергия постоянного тока, которая должна быть потрачена в нагрузке. Для создания тормозного момента цепь генератора должна быть замкнута на какую-либо нагрузку. Наилучшим вариантом нагрузки при рекуперации одного локомотива является другой локомотив, работающий в режиме тяги. Если такого локомотива не окажется, то цепь генератора можно замкнуть на тормозные реостаты. Такой вариант широко используется в мотор-вагонных секциях (электропоездах). Однако при этом произведённая в режиме рекуперации электроэнергия расходуется непроизводительно, превращаясь в тепло на тормозных реостатах.
Гораздо выгоднее преобразовать произведённую генераторами ЭПС электроэнергию постоянного тока в переменный ток и возвратить её в питающую сеть переменного тока, где она будет истрачена для питания стационарных нагрузок. Для такого преобразования применяется электроустановка, которая называется зависимый инвертор. Зависимый (или ведомый сетью) означает согласованный с питающей трёхфазной сетью по уровню напряжения, частоте и фазе.