5.3. Реверс в системе ув-дпт

В электроприводах, требующих изменения направления выпрямлен­ного тока, применяют реверсивные тиристорные выпрямители. Так как тиристор имеет униполярную проводимость, то реверсирование тока может быть получено за счет установки двух противоположно вклю­чениях комплектов тиристоров, каждый из которых проводит ток в одном из направлений, благодаря чему сохраняется эффект двухсто­ронней проводимости всего выпрямителя в целом.

5.3.1. Силовые схемы реверсивных выпрямителей

Двухкомплектные реверсивные выпрямители выполняются по перек­рестной (рис.5.4) и встречно-параллельной (рис.5.5) схемам.

Рис. 5.4. Перекрестные схемы реверсивного выпрямителя

В перекрестной схеме каждый комплект тиристоров питается от отдельной группы вторичных обмоток трансформатора при выпрямлении по нулевой схеме или по мостовой схеме.

В реверсивных тиристорных электроприводах наибольшее расп­ространение получила встречно-параллельная схема соединения вен­тильных комплектов, так как она имеет ряд преимуществ, а именно:

а) содержит простой двухобмоточный трансформатор, который мо­жет быть применен как в реверсивном, так и в нереверсивном электроприводе;

б) при соединение тиристоров в комплектах В и Н по мостовой схеме система может питаться непосредственно от трехфазной сети через анодные токоограничивающие реакторы (рис. 5.5);

в) позволяет унифицировать конструкции реверсивного и нере­версивного электроприводов;

г) упрощает ошиновку.

Перекрестная схема уступает встречно-параллельной по массе, так как она имеет трехобмоточный трансформатор, сложный по конс­трукции и имеющий большую типовую мощность, чем во встречно-па­раллельной схеме (1,262 мощности на стороне выпрямленного тока по сравнению с 1,05 у встречно-параллельной схемы).

Рис. 5.5. Встречно-параллельная схема реверсивного выпрямителя с мостовыми комплектами

Двухкомплектные реверсивные управляемые выпрямители по спосо­бам управления тиристорными комплектами делятся на два класса: реверсивные управляемые выпрямители с совместным и раздельным управлением.

5.3.1. Совместное линейно-согласованное управление реверсивным управляемым выпрямителем

При совместном управления каждый тиристорный комплект снабжа­ется собственной системой импульсно-фазового управления. Импуль­сы управления подаются постоянно на оба комплекта тиристоров, но с разными углами направления, так что один комплект работает в выпрямительном режиме, а второй - в инверторном и наоборот - в зависимости от полярности управляющего сигнала и выпрямленного направления. При этом в схему силовой части управляемого выпрямителя приходится дополнительно включать так называемые уравни­тельные реакторы, ограничивающие уравни­тельные токи между комплектами [4,42,46]. В реверсивном выпрямителе с совместным управлением между комплектами В и Н (рис5.6) всегда протекает уравнительный ток, обусловленный разницей мгновенных значений ЭДС этих комплектов.

Рис. 5.6. Схема реверсивного выпрямителя с совместным управлением

Уравнительный ток имеет пульсирующий характер. Для ограничения уравнительного тока в его контур вводятся уравнительные реакто­ры. Однако ограничение пульсирующего тока реактором возможно только при прерывистом или гранично-непрерывном характере тока. Для предотвращения непрерывности тока уравнительное напряжение не должно содержать постоянной составляющей, т.е. среднее урав­нительное напряжение

<0. (5.19)

Здесь и в дальнейшем при рассмотрении реверсивных выпрямителей индекс 1 относится к комплекту В, индекс 2 - к комплекту Н.

Так как

; (5.20)

, (5.21)

то из (5.19) получим

. (5.22)

или

. (5.23)

Последнее равенство выполнимо, если

(5.24)

Следовательно, один из комплектов реверсивного выпрямителя должен работать в выпрямительном режиме, когда значение , а второй - в инверторном с.

Управление комплектами тиристоров, при котором

, (5.25)

называется линейно-согласованным.

Если же имеет место нелинейно-согласованное управление

, (5.26)

то при линейно-согласованном управлении средние выпрямленные ЭДС комплектов иравны по величине, но направлены противоположно (рис. 5.7). Для согласования управления на входы систем импульсно-фазового управления комплектов подаются постоянные и равные напряжения смещения.

Рис. 5.7. Схема замещения реверсивного выпрямителя с совместным управлением

(5.27)

, (5.28)

где U_nmax - максимальное значение пилообразного опорного напряжения.

Задача сопряжения характеристик СИФУ при линейно-согласованном управлении сводится к тому, чтобы обеспечить выполнение равенства (5.3) и чтобы приU_у1=U_у2= 0 получить . Для этого необходимо и достаточно, чтобы

(5.29)

Uу1= -Uу2.

С учетом (5.29) регулировочные характеристики СИФУ могут быть записаны в виде

, (5.30)

где знак “ - “ относится к ; знак “+”- к ;или предс­тавлены в виде графиков (рис. 5.8).

Рассмотрим характеристики "вход-выход" Е_d(U_у), реверсивного управляемого выпрямителя при совместном линейно-согласованном управлении комплектами тиристоров.

αmax

α2

α

αmin

-0,45 -0,30 -0,15 0 0,15 0,30 0,45 Uу

Рис. 5.8. Регулировочные характеристики СИФУ реверсивного выпрямителя при совместном линейно-согласованном управлении

Так как при таком управлении отсутствует режим прерывистого тока, то с учетом (5.20), (5.21), (5.30) регулировочная характеристика имеет вид

, (5.31)

где верхние знаки (+) относятся к первому комплекту тиристоров, ниж­ние (–) второму.

ed* ed*max

0,75

0,50

0,25

-0,45 -0,30 -0,15 0,15 0,30 0,45 Uу*

-0,15

-0,50

-0,75

ed*min

Рис.5.9. Характеристика “вход-выход” реверсивного выпрямителя при совместном линейно-согласованном управлении (m=6)

Следовательно, при совместно линейно-согласованном управле­нии комплектами реверсивного выпрямителя его характеристика “вход-выход” (рис. 5.9) однозначна (характеристики комплектов совпадают). Вследствие совпадения характеристик “вход-выход” комплектов тиристоров и исключения режима прерывистых токов внешние харак­теристики U_d(I_d) реверсивного управляемого выпрямителя при совместном линейно-согласованном управлении становятся линейными (рис. 5.9) и аналогичными характеристикам генератора постоян­ного тока.