Общая характеристика схем управляемых выпрямителей

Однофазная однополупериодная схема

Эта схема (рис.7) является самой простой и требует для своей реализации

минимального количества вентилей.

Однако, из – за множества недостатков она в электроприводе используется редко. Из недостатков нужно отметить следующие:

1. В схеме имеют место повышенные пульсации напряжения и тока нагрузки вследствие низкой их частоты, равной частоте сети, а также, вследствие прерывистости напряжения и тока.

2. Схема загружает только одну из фаз трехфазной питающей сети, создавая, асимметрию в загрузке фаз и, значит, асимметрию трехфазного питающего напряжения.

3. Схема создает асимметрию в загрузке внутри питающей фазы: работающая фаза загружается только в одну из полуволн питающего напряжения.

Однофазная двухполупериодная схема выпрямления

На рис.8 приведена однофазная мостовая схема, являющаяся схемой двухполупериодного выпрямления. Частота пульсаций выпрямленного напряжения на нагрузке здесь в два раза выше, чем в однополупериодной схеме.

Соответственно снижены пульсации тока. Как и в предыдущем случае, при использовании этой схемы загружается только одна из фаз трехфазной сети питающего напряжения, что также создает асимметрию напряжения. Однако внутри рабочей фазы асимметрии нет. По данной схеме выполнен ряд серийно выпускаемых тиристорных преобразователей, например серии ЭТО, ПТО, БУВ и др.

Трехфазная нулевая схема выпрямления

Это трехфазная схема однополупериодного выпрямления. Частота пульсаций напряжения на нагрузке в схеме в три раза выше частоты сети. Поэтому имеет место дальнейшее (по сравнению с предыдущими схемами) снижение пульсаций тока нагрузки. В схеме обеспечивается равномерная загрузка фаз, но остается асимметрия “внутри” каждой фазы.

Это приводит к неудовлетворительному режиму работы питающего трансформатора, который в данной схеме обязателен, так как только при его наличии подключить нагрузку к нулевой точке звезды на вторичной стороне.

Трехфазная мостовая схема выпрямления

Схема получила самое широкое распространение на практике и применяется для преобразователей небольшой мощности, средней и даже большой мощности (до 12000 кВт в серии АТ).

Эта схема характеризуется:

а) повышенной (шестикратной по отношению к частоте сети) частотой пульсаций напряжения и тока нагрузки. Но, как известно, чем выше частота пульсаций, тем легче она может быть сглажена известными методами;

б) возможностью подключения питающего напряжения как непосредственно от сети, так и через согласующий трансформатор;

в) минимальной мощностью (по сравнению с другими схемами) согласующего трансформатора;

г) симметрией как в загрузке отдельных фаз, так и внутри каждой фазы;

д) наилучшим использованием вентилей по напряжению.

Рабочие процессы, основные соотношения

и статические характеристики силовых

вентильных преобразователей постоянного тока

Эта схема очень удобна для изучения всех перечисленных вопросов. Она достаточно сложна, чтобы на ее примере показать общие закономерности в процессах, происходящих в вентильных преобразователях постоянного тока и, вместе с тем, достаточно проста, чтобы эти закономерности не затемнялись каким – то особенностями более сложных схем. Эти особенности будут рассмотрены отдельно.

Рабочие процессы будем рассматривать на примере выпрямительного режима работы вентильного преобразователя и вида нагрузки, характерной для электропривода постоянного тока. Такой нагрузкой может быть якорь или обмотка возбуждения электрической машины постоянного тока. Следовательно, нагрузка может быть представлена активно – индуктивным сопротивлением R_d, L_d и источником противо ЭДС (E_дв). Последняя в частном случае может быть нулевой.