3.14. Схемы соединений сг и ву

Как правило, на тепловозах и газотурбовозах с СГ, ВУ выполняют

неуправляемой, при этом пульсации не превышают 5÷6% от среднего значения выпрямленного напряжения «U_d».

Тепловозные СГ большой мощности для снижения пульсаций на стороне постоянного тока выполняют с двумя 3^х – фазными обмотками статора, э.д.с. которых сдвинуты на 30°эл.

Каждая из обмоток включается по мостовой схеме, а сами мосты – последовательно или параллельно.

Рис. 3.26. Дважды 3^х фазная схема с последовательным соединением мостов на стороне выпрямленного напряжения

(2ТЭ120)

Рис. 3.27. Дважды 3^х фазная схема с параллельным соединением мостов на стороне выпрямленного напряжения

(2ТЭ116)

В этом случае наибольшая величина пульсаций определяется 12^ой гармоникой, т.е. является незначительной. В тепловозных СГ параметры выбирают так, чтобы их активный объем использовался лучше с двумя обмотками, чем при включении с одной 3^х фазной. Кроме того, система с двумя 3^х фазными обмотками допускает применение стандартной 3^х фазной аппаратуры контроля и управления.

На 2ТЭ116 выпрямительный мост состоит из 6 плеч. В плече вентили типа ВЛ – 200 – 8 включены по 2 последовательно и по 10 параллельно, всего 120 штук. (след. на 2 моста – 240 шт.). ВЛ - вентиль лавинный

ВУ рассчитана на:

– max ток – 8700 А;

– длительный ток – 5700 А;

– max напряжение – 750 В;

– КПД – 0,99 %.

3.15. Работа сг на 3х фазный выпрямительный мост

Рассмотрим более подробно работу одной 3^х фазной звезды с выпрямительным мостом (см. рис. 3.28).

Рис. 3.28. Принципиальная схема 3^х фазного мостового выпрямителя

Допущения:

– пренебрегаем коммутирующей индуктивностью фаз генератора Х = 0.

– пренебрегаем индуктивностью нагрузки Х_d = 0.

–фазное напряжение.

–линейное напряжение.

–выпрямленное напряжение.

в 1,73 раза.

.

–напряжение между началом и концом фазы.

–напряжение между концами 2^х фаз.

Их соотношение между собой:

(3.97)

Амплитуда выпрямленного напряжения:

(3.98)

Средний ток вентиля:

т.к. продолжительность тока по вентилю – 120°эл.

(3.99)

Амплитуда обратного напряжения на каждом вентиле:

(3.100)

Итак, вентили В1, В3, В5 образуют Катодную, а вентили В2, В4, В6 образуют Анодную группы.

Из катодной группы в какой-нибудь промежуток времени ток пропускает тот вентиль, к аноду которого подводится больший + потенциал.

А из анодной группы пропускает ток тот вентиль, к катоду которого подводится больший отрицательный потенциал.

Т.е. в любом промежутке времени открыты два вентиля – один из катодной, а другой из анодной группы. Причем в контуре токов через вентили оказывается нагрузка. Продолжительность токов через каждый вентиль равна – 120°эл.

Число пульсаций выпрямленного напряжения m = 6 (рис.3.29.) поэтому соответствующая кривая, кроме постоянной составляющей , содержит высшие гармоники кратные шести:

(к = 6,12,18…)

(3.101)

Рис. 3.29. Диаграмма напряжений и токов 3^х фазного мостового выпрямителя при мгновенной коммутации

Средний ток в аноде (несмотря на наличие 6 вентилей) является неблагоприятным фактором и вызывает необходимость применения либо более мощных вентилей , либо параллельное включение нескольких вентилей.Меньшие значения максимального обратного напряжения на вентилях по сравнению с другими схемами выпрямления являются преимуществом 3^х фазной мостовой схемы, т.к. стоимость полупроводниковых вентилей быстро растет с повышением класса напряжения вентиля (допустимого напряжения).

Использование в тепловозной ВУ 2^х – трехфазных мостов позволяет исключить и гармонические составляющие кратные шести в нечетном отношении, т.е. остаются кратные 12.