Практична робота № 6 тема: Розрахунок тиристорного перетворювача.

Мета: придбати практичні навики у виборі схеми виправлення та розрахунку тиристорів та елементів захисту тиристорного перетворювача.

Теоретичне пояснення

У електроприводах постійного струму з фазовим керуванням харчування двигуна здійснюється від перетворювача змінної напруги мережі в регульоване постійне. У такому перетворювачі здійснюється природна комутація, тобто переключення тиристора в непровідний стан і перехід струму до іншого тиристору. При включенні чергового тиристора до вимикаємо прикладається замикаюча напруга зворотної полярності; таким чином, для здійснення комутації не потрібні спеціальні комутуючі ланцюги.

Перетворювачі з фазовим керуванням поділяються на однофазні та трифазні. Найбільш поширені схеми силових ланцюгів електроприводу з однофазними перетворювачами та трифазними приведені таблиці 6.1.

Вибір найбільш відповідної схеми для відповідного застосування перетворювача залежить від числа фаз мережі живлення, потужності приводу, допустимих пульсацій напруги, необхідність зміни напрямку обертання і рекуперації енергії в мережу.

В напів керований перетворювач забезпечує роботу електроприводу лише на електричних характеристиках, розташованих в одному квадранті, так як напряму напруга і струм на його виході незмінні. Повністю керований перетворювач забезпечує роботу в двох квадрантах, оскільки він дає можливість змінювати у напрямку напруга на якорі двигуна, однак односпрямована провідність тиристорів не дозволяє змінити напрямок струму через якір двигуна. Перетворювачі з двома комплектами вентилів дозволяють регулювати швидкість двигуна у всіх чотирьох квадрантах. Двокомплектні схеми з напів керованими мостами забезпечують роботу електропривода в двох квадрантах. Використання для зміни напрямку струму в ланцюзі якоря схеми з реверсорів виправдано, якщо час перемикання контактів реверсора невелика. Двох комплектні перетворювачі забезпечують практично миттєвий реверс струму з якірного ланцюга двигуна і відповідно безперервне регулювання.

У повністю керованих перетворювачах можлива рекуперація енергії, проте якщо в ній немає необхідності, з метою економії доцільно застосовувати напів керовані схеми.

У ряді випадків якірний ланцюг двигуна шунтується вентилем, так званих обернених діодів, що створює разом з якірної обмоткою контур, в якому при закритих тиристорах розсіюється запасена в індуктивності якоря енергія. Зворотний вентиль захищає елементи якірного ланцюга від перенапруг в перехідних режимах.

У однофазних одно півперіодних електроприводах якірний струм завжди має переривчастий характер, що негативно позначається на роботі приводу. В інших однофазних перетворювачах залежно від режиму роботи та параметрів якірного ланцюга струм в ній може бути як безперервним, так і переривчастим. У трифазних ж перетворювачах струм в більшості режимів неперервний.

Для забезпечення енергією електроприводів великої потужності використовуються трифазні джерела живлення. В таких приводах координати двигуна, як правило, регулюються за допомогою трифазних перетворювачів з фазовим керуванням.

У трифазних приводах частота пульсацій прикладеної до якоря напруги вище, ніж в однофазних, тому згладжування якірного струму здійснюється більш простими засобами. Струм якоря носить переважно безперервний характер, тому показники приводу краще, ніж в однофазних електроприводах.

Трифазні одно півперіод ні перетворювачі застосовуються рідко, так як споживаний ними струм містить постійну складову. Набагато частіше використовуються підлозі і повністю керовані

18

Таблиця 6.1-Схеми силових кіл одно та трьохфазних перетворювачів з фазовим керуванням

Схема	Тип	Діапазон потужності, кВт	Діапазон пульсацій	Область регулювання
	Однофазна однопівперіодна	Менше 0,5	fc
	Однофазна двохпівперіодна		2 fc
	Однофазна мостова		2 fc
	Однофазна мостова напів керована	До 15 (до 75 в тягових електроприводах)	2fc
	Однофазна мостова повністю керована	До 15 (до 75 в тягових електроприводах)	3fc
	Однофазний двохкомплектний	До 15	2fc
	Трьохфазна нульова ( схема Міткевича )	7-35	3fc
	Трьохфазна мостова напів керована ( схема Ларіонова)	10-100	3fc
	Трьохфазна мостова ( схема Ларіонова )	75 - 120	6fc
	Трьохфазна мостова повністю керована ( схема Ларіонова )	150 - 1500	6fc

19

Таблиця 6.2 - Коефіцієнти схеми випрямлення силових кіл одно та трьохфазних перетворювачів [ , ].

№№ п/п	Співвідношення	Схеми випрямлення
		Трьохфазна нульова ( схема Міткевича )	Трьохфазна зигзах з нулем	Трьохфазна мостова ( схема Ларіонава )	Однофахна з нульовою точкою трансформатора	Однофазна мостова
1.	або	1,17 -	1,17 -	2.34 1.35	0,9	0,9
2.	Коеф. проходження струму через вентиль Кі .ср. = Іа / Іd	1/3	1/3	1/3	1/2	1/2
3.	Кі .д. = Іа / Іd	0,577	0,577	0,577	0,707	0,707
4.	Кі 2. = І 2 / Іd	0,577	0,577	0,816	0,707	1
5.	Кі 1. =Ктр І1 / Іd	0,471	0,471	0,816	1	1
6.	Коеф. максимальної напруги К u.мах=Uв.мах. / Е d0	2,09	2,09	1.045	3,14	1,57
7.	КS2. = S2 / Pd	1,48	1,71	1,045	1,57	1,11
8.	КS1. = S1 / Pd	1,21	1,21	1,045	1,11	1,11
9.	КS. = ST / Pd	1,35	1,46	1,045	1,34	1,11
10.	КS.ур. =Σ Sур / Pd	-	-	0.059—0.19 -	-	-
11.	КS. + КS.ур.	1,35	1,46	1.32—1.45	-	-
12.	Кількість фаз m	3	3	3	2	2
13.	p	1	1	2	2	2
14.	g	1	1	1	-	-
15.	n	3	6	6	2	2
16.	λ	2π/3	2π/3	2π/3	π	π
17.	mn	3	3	6	2	2
18.	К .x = g m /2π p	0.478	0.478	0.955	0,318	0,318
19.	К R = g / p	1	1	2	1	1
20.	A = Kx / Ku Ki1	0.35	0.35	0.5	0,35	0,35
21.	v0 =I1(1) / I1	0.87	0.87	0.955	0,9	0,9

20