2.8. Классификация охладителей

1. По виду металла, из которого изготавливают охладитель (медь, алюминий);

2. По виду соединения охладителя с прибором (резьбовое, прижимное);

3. По виду крепления охладителя в силовом блоке (болтовое, в направляющих с дополнительной фиксацией болтами);

4. По количеству размещаемых на охладителе приборов (одиночные, групповые);

5. Климатические и механические условия эксплуатации, область применения.

3. Полупроводниковые выпрямители.

3.1. Назначение, основные части, классификация.

Выпрямитель можно представить в ви­де структурной схемы (Рис. 3.1) в которую входят: силовой преобразовательный трансформатор СТ, вентильный блок ВБ, фильтрующее устройство ФУ, цепь нагрузки Н. В управляемом выпрямителе в структурную схему входит еще блок СУ, содержащий систему управления вентилями и систему автоматичес­кого регулирования. Для защиты выпрямителя от повреждения в аварийных режимах в его схему входит еще система защиты и сигнализации СЗС.

Силовой трансформатор служит для согласования входного и выходного напряжений выпрямителя. Возможны различные соединения обмоток транс­форматора соответственно различным схемам выпрямления. Напряжение вторичной обмотки трансформатора определяет значение выпрямленного напряжения в неуправляемом режиме.

Трансформатор одновременно электрически разделяет питающую сеть и сеть нагрузки. В некоторых выпрямителях наличие трансформатора не обязательно - вентильный блок присоединяется непосредственно к сети или через реактор.

Вентильный блок выпрямляет переменный ток, подключая в каждую данную часть периода вторичное напряжение соответствующей фазы трансформатора к цепи постоянного тока. В вентильном блоке могут использо­ваться ионные или полупроводниковые вентили (управляемые и неуправля­емые). Соотношения между напряжениями и токами на стороне сети перемен­ного тока и в нагрузке определяются схемой выпрямления.

К основным показателям, определяющим целесообразность использо­вания схемы выпрямления в конкретных случаях, относятся: стоимость, КПД, масса и размеры выпрямителя (зависят, в основном, от количества и параметров вентилей и от мощности трансформаторного оборудования), форма кривой выпрямленного напряжения, энергетические показатели вы­прямителя со стороны сети переменного тока — коэффициент мощности, гармонический состав тока первичной обмотки трансформатора.

Фильтрующее устройство обеспечивает требуемый уровень высших гар­моник в выпрямленных напряжении и токе, т. е. оно уменьшает пульсации выпрямленного тока в цепи нагрузки. В качестве фильтрующих устройств используются последовательно включаемые сглаживающие дроссели и па­раллельно включаемые конденсаторы. Для снижения уровня высших гармо­ник в цепи нагрузки можно также применять многофазные схемы выпрям­ления.

Кроме основных составных частей выпрямитель может иметь специаль­ные устройства для компенсации реактивной мощности. Для поддержания необходимого теплового режима работы вентилей в мощных выпрямителях применяются специальные системы охлаждения.

Полупроводниковые выпрямители можно классифицировать по следую­щим основным признакам.

По выходной мощности: малой (единицы киловатт), средней (десятки киловатт) и большой мощности. Такое деление в количественном отношении имеет условный характер.

По числу фаз источника питания: однофазного и трехфазного тока.

В зависимости от схемы включения вентилей и схемы соединения обмоток трансформатора: однотактные и двухтактные. К однотактным относят выпрямители, у которых по вторичным обмоткам трансформатора ток про­текает один раз за полный период (полупериод или его часть). Отношение частоты пульсаций выпрямленного напряжения к частоте сети в этих выпря­мителях равно числу фаз вторичной обмотки трансформатора. В однотактных схемах (кроме простейшего однофазного однополупериодного выпрями­теля) обязательно выводится нулевая точка трансформатора.

К двухтактным (мостовым) относят выпрямители, у которых в каждой фазе вторичной обмотки трансформатора ток протекает дважды за один пе­риод, притом в противоположных направлениях. Кратность пульсаций вы­прямленного напряжения в таких схемах вдвое больше, чем число фаз вторич­ной обмотки трансформатора. В мостовых выпрямителях ток во вторичной цепи всегда проходит последовательно по двум вентилям.

По числу пульсаций в кривой выпрямленного напряжения за период питающего напряжения: однофазные (простейший однополупериодный вы­прямитель, несимметричная схема удвоения напряжения), двухфазные (од­нофазный выпрямитель с нулевым выводом, однофазный мостовой выпрями­тель, симметричная схема удвоения напряжения), четырехфазные, шести­фазные (трехфазный мостовой выпрямитель, шестифазный выпрямитель с нулевым выводом, двойной трехфазный выпрямитель с уравнительным реак­тором) и т. д. Выпрямители с двенадцатифазными и более пульсациями обыч­но представляют собой последовательное и параллельное соединения пре­дыдущих схем. Возможны различные модификации схем выпрямителей - с включением вторичных обмоток трансформатора в зигзаг, несимметрич­ные схемы, схемы с нагрузкой, шунтированной диодом, и др.

По регулированию: неуправляемые и управляемые.

Основными величинами, характеризующими эксплуатационные свой­ства выпрямителей, являются:

средние значения выпрямленного напряжения и тока Ud, Id;

коэффициент полезного действия η;

коэффициент мощности ;

внешняя характеристика - зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки Ud=f(Id);

регулировочная характеристика — зависимость выпрямленного напря­жения от угла регулирования Ud=f(α);

коэффициент пульсаций - отношение действующего значения гармони­ческих составляющих выпрямленного напряжения (тока) к среднему значе­нию выпрямленного напряжения (тока):

;

коэффициент искажения, равный отношению действующего значения тока основной гармоники к действующему значению полного тока первич­ной обмотки трансформатора,

;

коэффициент гармоник, равный отношению действующего значения высших гармоник к действующему значению основной гармоники тока. При отсутствии постоянной составляющей

.