II. Исследование аномальных режимов управляемого выпрямителя
Под аномальным режимом работы выпрямителя понимаются режимы, вызванные отказом в работе одного или двух вентилей моста, а так же ложными (аномальными) импульсами их управления с углами, отличающимися от заданного значения, которые попадают на управляющие электроды из-за коммутационных процессов или по причине нарушений в работе СИФУ.
В начале исследования аномальных режимов определимся условными положительными направлениями фазных токов. Положительные направления фазных токов совпадают с направлениями от точек а`, b’, c’ соответственно к точкам a, b, c (см рис 1.9).
Рис 1.9 Схема управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой
Отрицательные – имеют противоположенные направления: от точек a, b, c к точкам a’, b’, c’. В дальнейшем будем пользоваться этими условными направлениями фазных токов. В этом разделе сравним два способа диагностики управляемых выпрямителей: 1) способ диагностики, основанный на спектральном анализе кривой выходного напряжения
2) способ, основанный на совместном анализе кривых мгновенных значений фазных токов и выходного напряжения выпрямителя. Наша задача состоит в определении вентилей или одного вентиля вышедшего из строя.
Полный отказ в работе двух плеч моста т3 и т4
а) б)
Рис.2 Схема управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой:
а) Нормальный режим
б) отключение тиристоров Т3, Т4
а)
б)
Рис.2.1 Кривые мгновенных значений выходного напряжения (а) и фазных токов (б) управляемого выпрямителя при α1...6=0˚ и отключении тиристоров Т3, Т4
Способ диагностики, основанный на спектральном анализе кривой выходного напряжения.
а)
б)
Рис.2.2 Кривые выходного напряжения и спектры их гармоник управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой:
а – НОРМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ при α1…6=0˚
б – АНОМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ при α1…6=0˚ и отключении тиристоров Т3, Т4
При таком способе диагностики мы видим, что кривая выходного напряжения и её гармоники при аномальном режиме отличается от кривой выходного напряжения и её гармоник при нормальном режиме. Но мы не можем определить какой именно тиристор вышел из строя.
Включение тиристора аномальным импульсом
α1-6=400 α5=00
Рис.2.3 Схема управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой при аномальном режиме
а)
б)
Рис.2.4 Кривые мгновенных значений выходного напряжения (а) и фазных токов (б) управляемого выпрямителя при α1...6=40˚ и при аномальном импульсе α5=0.
Способ диагностики, основанный на спектральном анализе кривой выходного напряжения.
а)
б)
Рис.2.5 Кривые выходного напряжения и спектры их гармоник управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой:
а – НОРМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ при α1…6=40˚.
б – АНОМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ при α1…6=40˚ и при аномальном импульсе α5=0.
При таком способе диагностики управляемого выпрямителя мы можем по виду напряжения и её гармоник определить, что произошло включение тиристора аномальным импульсом. Но мы не можем определить в каком именно тиристоре это произошло.
Способ, основанный на совместном анализе кривых мгновенных значений фазных токов и выходного напряжения выпрямителя.
Нормальный режим управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой при α1…6=40˚
а)
б)
Рис.2.6 Кривые выходного напряжения (а), фазных токов(б) и спектры их гармоник при нормальном режиме работы.
Таблица 3
Управляемый выпрямитель с активно индуктивной нагрузкой Нормальный режим работы при α1-6=0˚ |
||||||||||||
Частота,Гц |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
* I |
||
№гармоники |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|||
фаза |
a |
Iamv |
0 |
15,92 |
0 |
0 |
0 |
3,23 |
0 |
2,3 |
0 |
11,26 |
b |
Ibmv |
0 |
15,92 |
0 |
0 |
0 |
3,23 |
0 |
2,3 |
0 |
11,26 |
|
c |
Icmv |
0 |
15,92 |
0 |
0 |
0 |
3,23 |
0 |
2,3 |
0 |
11,26 |
|
Udmv |
343,17 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
99,37 |
0 |
0 |
|
||
Аномальный режим управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой при α1,2,4,5,6=0˚ и при аномальном импульсе α5=0.
Рис.2.7 Кривые выходного напряжения (а), фазных токов(б) и спектры их гармоник при аномальном режиме работы.
Таблица 4
Управляемый выпрямитель с активно индуктивной нагрузкой Аномальный режим работы при α1-6=0˚ и при аномальном импульсе α5=0. |
||||||||||||||||||||||
Частота,Гц |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
* I |
||||||||||||
№гармоники |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|||||||||||||
фаза |
a |
Iamv |
0 |
16,71 |
0 |
0 |
0 |
3,35 |
0 |
2,41 |
0 |
11,82 |
||||||||||
b |
Ibmv |
1,45 |
14,83 |
2,66 |
2,43 |
2,18 |
2,16 |
1,54 |
2,09 |
0,87 |
10,48 |
|||||||||||
c |
Icmv |
1,47 |
17,63 |
2,3 |
2,44 |
2,3 |
1,75 |
1,61 |
1,22 |
0,77 |
12,47 |
|||||||||||
Udmv |
359,24 |
31,53 |
31,15 |
32,31 |
27,65 |
24,55 |
78,61 |
16,88 |
13,75 |
359,2 |
||||||||||||
Главное при определении тиристора с аномальном импульсом, определения всех линейных напряжений. Их можно определить если имеются кривые мгновенных значений фазных токов в соответствующие промежутки времени. При рассмотрении рис.10 видно, что в промежутке времени t1-t2 ток фазы «b» равен нулю, а фазы «a» положителен и направлен от a’ к a, ток фаза «c» отрицателен и направлен от c к c’. При таких направлениях фазных токов, ток выпрямителя может протекать лишь при воздействии линейного напряжения Uca по цепи c – Xγ – c’ – T5 – RL – T6 – a’ – Xγ – a через тиристоры Т5 и Т6. При этом в момент t=t1 тиристор Т5 вступает в работу с углом включения α=00. При этом мы видим, что фазный ток Ia не искажается и состав его гармоник не меняется. Но фазный ток Ib и Ic меняются по форме и в составе их гармоник появляются много высокочастотных гармоник.