Методика расчета в этих двух случаях будет различной, поэтому в первую очередь должно быть выяснено, в каком из этих двух режимов будет работать преобразователь. Критерий представлен трансцендентным уравнением [4], решения которого отражены семействами

Рис. 2.11. Диаграммы для расчета однофазных выпрямительных схем с конденсаторными фильтрами.

7pad

кривых, показанных на рис. 2.13 и 2.14. Рис. 2.13 относится к работе однонаправленного р-пульсного преобразователя в выпрямительном режиме, рис. 2.14 - к работе того же преобразователя в инверторном режиме. Все формулы, приведенные ниже, также относятся к однонаправленным схемам.

S 7 100

7 рад

Рис. 2.12. Диаграммы для расчета однофазных выпрямительных схем с конденсаторными фильтрами.

в семействах кривых области непрерывной и прерывистой проводимостей ограничены пунктирными линиями. Характеристика, показанная пунктирной линией,.

О го 0 во во 100 по по 1В0 1В0

Рис. 2.13. Диаграммы для определения углов выключения в выпрямительных режимах при различных значениях противо-ЭДС Ei.

удовлетворяет соотношению

где р - число пульсаций за период.

Фазные углы а' и а'выкл отсчитываются от момента лрохождения через нуль фазного напряжения вентиль-вой обмотки трансформатора (когда оно становится положительным).

.300

гоо

Рис. 2.14. Диаграммы для определения углов выключения, когда шолярность противо-ЭДС Ed соответствует инверторному режиму.

Предположим, что преобразовательный трансформатор идеальный, т. е. имеет нулевое падение напряжения и нулевой ток намагничивания, вентили также идеальные с нулевым падением напрял^ения в прямом направлении и нулевым обратным током, тогда среднее значение выпрямленного напряжения преобразователя в области прерывистой проводимости можно получить по формуле

2п

sin (CLb---

где Us--действующее значение синусоидального напряжения на вентильной обмотке трансформатора; а - угол включения вентиля (угол управления), отсчитываемый от момента прохождения через нуль напряжения на вентиле (когда оно становится положительным); Овыкл - угол выключения вентиля, отсчитываемой от того же момента времени.

Б случае непрерывной проводимости эта формула при идеальном трансформаторе (индекс i) и =0 упрощается и принимает следующий вид:

d=lUu = du cos а,

где

Uau=V2U,-s\n.. (2.2)

В обоих случаях ток может быть вычислен по формуле

h=. (2.3)

В преобразовательных трансформаторах эквивалентные индуктивные сопротивления обычно гораздо больше по значению активных сопротивлений обмоток. В соответствии с этим трансформатор в первом приближении замещается индуктивным сопротивлением, соединенным последовательно с элементами преобразователя.

Из-за наличия индуктивных сопротивлений коммутация тока между вентилями уже не будет мгновенной, как при идеальном трансформаторе, поэтому среднее значение выпрямленного напряжения также будет другим. Вычисления обычно производятся с допущением того, что из-за большого значения индуктивности La реактора, последовательно включенного в цепь постоянного тока, выпрямленный ток id практически постоянен.

Предполагая, что коммутации различных пар вентилей не накладываются друг на друга, напряжение LU можно вычислить по формуле

и -Т1 -П !-П cos а + COS (а + Y) ,с, л\

а угол коммутации у - из уравнения

COS (а -f y) = cos a----, (2.5)

V2 Ussin-

Таблица 2.1

Преобразовательнью схемы

Характеристика

Одгофазиая с нулевой точкой (1Ф1Н2П)

Однофазная мостовая (1Ф2Н2П)

Трехфазная, .звезда-звезда

Трехфазная, треугольник-зигзаг

Число фаз обмоток: сетевой вентильной

Условное обозначение схемы

Ток вентиля

Фолга кривой

2Л

ST \

Среднее значение

2

Действующее значение (без учета колму-тации)

-7= d=0.707/rf

Поправка на коммутацию

K1-2W (а,Т)

Kl-2W (а, Т)

-j7f rf=057d

V\-3W (a. 1)

и I/

/ =0,333/

Jl-3W (a, T)

Форма кривой

Действующее значение (без учета коммутаций)

Поправка на коммутацию

Форма кривое!

Действующее значение (без учета юм-мутации)

Поправка на коммутацию

Такая же, как для токЕ вентиля

Такое же, как для тска вентиля

Такая же, как для тока вентиля

Коэффициент фор-чЩ Т=0

Форма кривой

Действующее значение (без учета коммутации)

(а, Т)

Такая Же,-как для тока сетевой обмотки

Такое же, как для тока сетевой обмотки

Такая же, как-для тока вентиля

Такое же, как для тока вентиля

Такая же, как для тока вентиля

i- л-1-1

Такая же, как для тока сетевой обмотки

Таксе же, как для тока сетевой обмотки

Такая же, как для тока вентиля

Такое же, как для тока вентиля

Такая же, как для тока вентиля

t!,S77Id J Л

к 1---9/2W (а. Т)

О

Продолжение табл. 2.1

Ха рактеристшш

Поправка на коммутацию

Коэффициент формы Т=0

Сетевая обмотка (без учета коммутации)

Поправка иа коммутацию

Вентильная обмотка

Поправка на коммутацию

Расчетная мощность

Коэффициент мощности: т=0

Однофазная с нулевой точкой (1Ф1Н2П)

Такая-же, как для тока сетевой обмотки

Такой же, как для тока сетевой обмотки

---= ипр^

У1-4W (0°, If) cos т/2

V 1 -2W(0°. Т) cos= 1/2

1,П + 1,57

2 VT

0.9 cos (n-t-t)-bcos д 2 (о, 1)

Однофазная мостовая (1Ф2Н2П)

2 V2

0,9 cos (a-bT)+cos о. 2 V\-W (а, т)

Трехфазная, .звезда-звезда

Такая же, как для тока сетевой обмотки

2л

/1-9/241- (0°. Т) cos а Т/2

/1-3W (0°, т)

соз2Т/2

1,21-И,48

= 1,35Р^

3 /3

0.826 cos (a + T)+cos а

2 V 1-(9/2) (к, т)

Трехфазная, треугольник-зигзаг

/1-9/2Ч1- (а, Т)

2ж

3 /а

=1.21Р^

Vl -9/2ф- (0°, Т) COS2T/2

/1-3W (0°. т)

COS Т/2

0,826 COS (a4-T)-t-C0S а

V l-(9/2) (а, Т)

Выпрямленное напряжение

COS (а-ЬТ)-ЮОЗ а

COS la-t-T)-fCOS а 2

COS (a-l-T)+cps д

cos (a-t.T)+C0Sa

Щгце - индуктивность трансформатора (контура коммутации) на фазу.

Реальное значение выпрямленного напряжения обычно вычисляется путем вычитания из значения Ua оценочных или расчетных значений падений напряжения на активных сопротивлениях и вентилях. Среднее значение тока в вентильной обмотке трансформатора для однонаправленных схем вычисляется по формуле

f / cp=/d/p. (2.6)

Предполагая, что ток id идеально сглажен, получим, что действующее значение фазного тока в вентильных обмотках трансформатора для однонаправленной схемы равно:

Iyi-pWia, Y).

(2.7)

0,0J

o,oz

0,01

1 где W - коэффициент коррекции на коммутацию.

При том же предположении действующее значение фазного тока в сетевых обмотках преобразовательного трансформатора можует быть записано в виде

/р = kIa КТТта^), (2.8)

где Лтр - коэффициент трансформации трансформатора; Pl - постоянная, имеющая различные значения для разных схем (табл. 2.1 и 2.2).

На рис. 2.15 представлены кривые 4(10, у) при Yo - угле коммутации для случая неуправляемого преобразователя и идеально сглаженного тока id.

Относительно содержания высших гармоник в выпрямленном токе, токе сетевых обмоток и

в выпрямленном напряжении следует иметь в виду следующее:

в выпрямленном напряжении /з-пульсного преобразо-

вателя имеются только гармоники с номерами n=kp (й целое число). С возрастанием углов включения вентилей увеличиваются и амплитуды гармоник, достигая

Ь максимума при значениях углов, соответствующих нуле-

вому среднему значению выпрямленного напряжения;

30 so so по 150 ISO

Рис. 2.15. Зависимость коэффициента Ч' от а и Yo (Vo - угол коммутации для неуправляемого выпрямителя) .

Характеристика

Т аб лица 2.2

Преобразовательные схемы

.Треугольник-шестибаз-иая звезда

С уравнительным реактором

Трехфазная мостовая

С уравнительньм реакторсйл

Число фаз обмоток: сетевой вентильной

Условное обозначевде схемы

Ток вентиля

Ток вентиля

Форма кривой

и и

Среднее значение

1/6/=0,167/

Действующее значение (без учета кодамутацин)

Поправка на коммутацию

/1 -6W (а, Т)

1/6/=0.167/

-- / = 0,289/

Vl-3<P (а, Т)

sr гяг

1/3/ = 0,333/

/1-3W (а, т)

3 12

sr fsr

1/12/ = 0,083/

- / . = 0,144/.

/1-3W (а, Т)

Ток вентильной обмотки

Ток

сетевой обмотки

Ток сети

Форма кривой

Действующее значение (без учета коммутации)

Поправка на коммутацию

Форма кривей

Действующее значение (без Коммутации)

Поправь а на коммутацию

Коэффициент 1Т = 0

Форма кривой

Действующее значение (без учета коммутации)

Такая же, как для тока вентиля

Такое же, как для тока вентиля

Такая же, как для тока вентиля

Такая же, как для тока вентиля

Такое же, как для тока вентиля

Такая же, как для тока вентиля

гзг

У1-6Ф (а, V

Уз = 1,73

81Б/.

0,SODIi

J X Z3C

Vl-3W (a, T)

0,SOOTi

3-/,;= 0.816/

Такая же, как для Тока вентиля

Такое же, как для тока вентиля

Такая же, как для тока вентиля

D,H3Id

0,395;.

/1 - 1,61*: (а. Т)

3 /2

= 1 ,14

o,mid.