Тиристорные электроприводы постоянного тока

Последовательное соединение полностью управляемых преобразователей

Схема для данного способа соединения представлена на рис. 3.5, а. Преобразователи питаются от вторичных обмоток трансфор­матора, причем первый — от обмотки, соединенной в звезду, а второй — в треугольник.

При последовательном соединении преобразователей напряже­ние на их выходе суммируется, поэтому общее выходное напряже­ние может быть найдено как

«„ = «! +«2. (3.14)

Для упрощения рассуждений и выкладок примем ток якорной цепи, а следовательно, и ток каждого из двух преобразователей постоянными.

Диаграммы напряжений и токов для угла управления 45° при идеальных питающей сети и трансформаторе представлены на рис. 3.6. Фазные напряжения сети (равные также напряжениям на вторичной обмотке, соединенной в звезду при я=1) показаны на рис. 3.6, а. Коэффициент трансформации вторичной обмотки, соединенной в треугольник, должен быть в У 3 раз больше для по­лучения одинаковых выходных напряжений преобразователей. Линейное напряжение вторичной обмотки, соединенной в тре-

Гт 1 4 е)

Угольник, сдвинуто на 30° относительно вторичной звезды, как показано на рис. 3.6, б, в. Началом отсчета фазы угла управления, как и прежде, является нулевая фаза соответствующего линейного напряжения сети, например иАв, являющаяся в то же время мо­ментом пересечения фазных напряжений иА и ис. Выходные на­пряжения преобразователей и и и2 для угла управления а=45° показаны на рис. 3.6, бив. Суммарное выходное напряжение ия представлено на рис. З. б, г.

Линейные токи и, I2 каждого преобразователя имеют прямо­угольную форму, амплитуду, равную току якорной цепи 1Я, и длительность 120°. Линейный ток ц вторичной обмотки, соединен­ной в звезду, равен току самой обмотки I2, как показано на рис. 3.6, д. Три линейных тока обмотки, соединенной в треугольник,, сдвинутых относительно друг друга на 120°, показаны на рис. 3.6, е. Ток обмотки t'22 может быть найден из анализа схемы вто­ричной обмотки, представленной на рис. 3.5, б, в соответствии с которым |г'22[=2/з /я, если идет ток в линиях А2 и В2, |«22| = = '/з 1я, если идет ток по одной из линий: А2 или В2. Этот ток t'22 показан на рис. 3.6, ж. Первичный ток, или ток; потребляемый из сети, является суммой токов вторичных обмоток с учетом соот­ношений витков. Таким образом,

TA — O21 + УЗ i22)n, (3.15)

Где « — коэффициент трансформации обмоток, соединенных, в звезду; в данном случае N=N2!N = L. Диаграмма потребляемого из сети тока IA представлена на рис. 3.6, з.

Основная гармоника тока 1А. Коэффициенты в выражении для основной гармоники тока первого преобразователя определяются по (3.8) — (3.12) в соответствии с рис. 3.6, д. Углы измеряются относительно первичного фазного напряжения иА:

Я+0 5я/6+а

Л1==— Г г21 sin 0 (В = — Г /я sin 0 d0 = — У3~ / cosос; (3.16}

TOC o "1-3" h z It .) it J n

E я/6+а

5я/6+а

= — Г /„cos9 dQ = — 21/3 /_sines. (3.17)

N J Л

Я/6+а

Таким образом,

Г (Л?+в?)"2 Ye

211 - [ 1 —= -—/.: (3.18)

1/2 я V '

Фи = arctg (— sin ce/cos се) = — се. (3.19)

Для второго преобразователя в соответствии с рис. 3.6, ж имеем

А+2я/3

Sine dQ +

3

Ia cos а

И аналогично

/„sin а;

При равенстве фаз фи и ф21 легко определяется основная гармоника первичного тока:

■г У^ / - 2 У6 / •

Я я я я'

<р4 = —а.

Среднеквадратичное значение тока 1А■ Заметим, что при изме­нении угла а фазы токов вторичных обмоток смещаются на тот же самый угол, а их форма остается неизменной. Потребляемый из •сети ток IA, являясь их суммой и также не изменяя формы, сме­щается по фазе при изменении угла управления а. Его средне­квадратичное значение определяется выражением

(А+я

Т 1 й "е

И /

Ввиду симметрии кривой 1а допустимо интегрирование в пре­делах четверти периода:

А+я/2

Ул = j iAdd J « 1 2

•а+я/З

+ J (1 + ^уз - )2 rfe + J (1 + 2/уГ)2 /2Я d0

А+я/6

А+л/2

А+я/З

1(4+2 УЗ )/3]1/2 /

Коэффициент мощности. Коэффициент искажения тока в соот­ветствии с (3.24) и (3.26) составляет

Ц = 7Л1/7Л = 0,9886 (3.27)

И остается таковым независимо от угла регулирования.

В соответствии с (3.24) <pi = —а. Поэтому коэффициент мощно­сти при полностью управляемых последовательно соединенных преобразователях равен:

КР = [х cos фг = 0,9886 cosce. (3.28)