1 Регулирование выпрямленного напряжения изменением напряжения, подаваемого на вентили преобразователя

Для регулирования выпрямленного напряжения можно изменять вторичное напряжение трансформатора, к которому подключен выпрямитель, или напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора. В зависимости от этого различают регулирование на вторичной и регулирование на первичной обмотке трансформатора.

Регулирование напряжения на вторичной стороне трансформатора

Вторичное напряжение трансформатора можно регулировать, изменяя число витков его вторичной обмотки.

а) однофазная мостовая схема выпрямления

Этот способ широко применяют на всех электропоездах и электровозах переменного тока. Для этой цели вторичную обмотку разбивают на ступени а, б, в, к выводам которых А, Б, В с помощью соответствующих переключателей 1, 2, 3, 4, 5, 6 через переходной реактор могут присоединяться вентили выпрямителя. Присоединяя вентили к тому или иному выводу трансформатора, можно изменять число включенных во вторичную обмотку витков, то есть напряжение U₂, подводимое к преобразователю. Следовательно, будет изменяться и выпрямленное напряжение U_d, подаваемое на тяговые машины через сглаживающие фильтры в цепь выпрямленного тока; регулирование напряжения при этом получается ступенчатым.

Подключение преобразователя к различным выводам вторичной обмотки трансформатора должно происходить без разрыва тока нагрузки и без короткого замыкания секций обмотки.

Если в процессе регулирования при переключении от вывода А к выводу Б сначала включить переключатель 1, а затем включить переключатель 3, то в момент перехода произойдет разрыв тока в цепи нагрузки. При работе ЭПС это привело бы к прекращению тяги и резким толчкам поезда.

Если включить переключатель 3 до выключения переключателя 1, то находящаяся между ними секция б обмотк4и трансформатора будет замкнута накоротко и индуцируемая в ней ЭДС создаст большой ток короткого замыкания I_к. во избежание этого при переключении ступеней трансформатора используют переходный реактор. Его включают между смежными выводами обмотки, и в процессе регулирования замыкают переключатель 3 до отключения переключателя 1. В момент, когда замкнуты оба переключателя, индуктивное сопротивление реактора ограничивает ток в цепи, расположенной между ними.

Переходный реактор также используется для получения более плавного изменения напряжения на выпрямителе при сравнительно небольшом числе выводов трансформатора. Для этого к каждому выводу отмотки присоединяют по два переключателя. Четные и нечетные переключатели соединяют соответственно с двумя общими шинами, между которыми включают переходный реактор.

Регулирование напряжения в такой схеме осуществляют следующим образом. При замыкании переключателей 1 и 2 к преобразователю подается напряжение с первой секции а трансформатора, при этом ток нагрузки делится поровну между обеими половинами обмотки реактора. Затем отключают переключатель 1, после чего замыкают переключатель 3, в результате чего реактор подключается к секции б трансформатора. При таком включении реактор выполняет роль автотрансформатора и делит напряжение секции б пополам, напряжение на преобразователе составит 1,5U_с. Затем отключают переключатель 2 и замыкают переключатель 4, на преобразователь в этом случае подается суммарное напряжение секций а и б. аналогично напряжение преобразователя можно повысить до 2,5U_с и 3U_с. Такой способ позволяет получить число ступеней изменения напряжения вдвое большее, чем число выводов трансформатора.

Нормально при работе преобразователя должны быть замкнуты два переключателя, подключающие переходный ре6актор к одному из выводов трансформатора. Положения, при которых реактор подключается к двум различным выводам трансформатора, являются промежуточными, и продолжительная работа на них не предусматривается, так как при этом через реактор протекает не только ток нагрузки преобразователя, но и ток, возникающий в результате замыкания соответствующей секции трансформатора (обычно эти положения используют в качестве пусковых ступеней). Переходные положения, при которых ток протекает только по одной из половин обмотки реактора, можно использовать кратковременно, так как при этом сильно возрастает индуктивное сопротивление реактора, что приводит к увеличению падения напряжения в нем и на преобразователь подается пониженное напряжение.

б) однофазная нулевая схема выпрямления

На ЭПС переменного тока с преобразователями, включенными по схеме с нулевым выводом, необходимо осуществлять переключение выводов его трансформатора в обеих его фазах.