Тиристорные электроприводы постоянного тока

Последовательное соединение полностью управляемого и неуправляемого преобразователей

Схема соединения преобразователей, представленная на рис. 3.7, аналогична схеме на рис. 3.5, а, но с той разницей, что второй управляемый преобразователь заменен на диодный мост, который подключен к вторичной обмотке трансформатора, соединенной в треугольник.

Диаграммы токов и напряжений для угла управления первого преобразователя а = 45° показаны на рис. 3.8. При изменении а изменяется форма напряжения на выходе щ и фаза тока питания ii управляемого преобразователя. Однако напряжение второго преобразователя не изменяется, кроме того, фаза потребляемого диодным мостом тока не смещается относительно питающего на­пряжения. Диодный мост ведет себя подобно управляемому преоб­разователю с углом управления 0. Таким образом, потребляемый •из сети ток г'л состоит из неизменного по форме и фазе тока % и тока г2ь форма которого также неизменна, а фаза изменяется в соответствии с изменением угла управления. В результате форма

Ни (?+4Дя

Рис. 3.8. Диаграммы токов и напряжений для последовательного полууправ - ляемого преобразователя

Тока, потребляемого из сети при последовательном соединении - полностью (управляемого и неуправляемого преобразователей, в отличие от схемы с полностью управляемыми преобразователями зависит от угла управления.

Основная гармоника тока 1а• Диаграммы для последовательно - соединенных управляемого преобразователя и диодного моста при­ведены на рис. 3.8. Основная гармоника тока управляемого преоб­разователя определяется, как и ранее, уравнениями (3.18) и (3.19):

/ш = - (3.29)

Фи = —ос. (3.30)

Кривая тока, потребляемого диодным imoctom, представленная на рис. 3.8, е, не изменяется по форме и не смещается по фазе. .Представляя собой частный случай кривой тока управляемого преобразователя при сс = 0, она может быть охарактеризована па­раметрами, вычисляемыми по (3.22) и (3.23) следующим образом:

= /я; • (3.31)

Ф31 = 0, (3.32)

Откуда следует, что амплитуда и фаза основной гармоники потребляе­мого от сети тока равны:

/л1=-^-/ясо5~; (3.33)

Ф1 = —а/2. (3.33а)

Амплитуда 1-й гармоники потребляемого тока, таким образом, зависит от угла управления.

Среднеквадратичное значение тока 1А- Форма тока сети IA, Представленная на рис. 3.8, ж, зависит от угла управления, что усложняет расчет среднеквадратичного значения этого тока. Рас­четные формулы могут быть получены для различных областей изменения угла управления.

1. 0<Оа<я/6. Диаграммы токов первичных и вторичных обмоток лри изменении угла управления в этой области представлены на рис. 3.9, а. Отметим, что суммарные интервалы, в течение которых ток IA имеет определенное значение, остаются неизменными. Та­ким образом, при изменении угла в данном диапазоне, несмотря на различную форму тока £А, его среднеквадратичное значение в соответствии - с рис. 3.9, а составляет всегда

1 1

Рассмотренный интервал заканчивается, когда скачок тока in совпадает со второй ступенью изменения 1*22, т. е. в момент Qt—л/3 или а = я/6.

2. л/6<а<л/2. Диаграмма тока сети для этого режима представ­лена на рис. 3.9, б. Заметно, что интервалы, в течение которых ток имеет определенную амплитуду, зависят от угла управления. По-

L21

2JL 3

{F7T . 5 ж

Л 1 j- Л I

Qt

Амплитуда

■чИ Т4~1}

L

А Гз

Этому и среднеквадратичное значение тока зависит от а и может быть определено в соответствии с рис. 3.9, б по формуле

А—Я/ 6

+

-л/6N v ' л/2—а л/3 к

1/2

/ я

-м-

Данный интервал заканчивается, когда скачок igi совпадает с окончанием второй ступени изменения t'22, т. е. в момент Qt— — 2 я/3 или а—я/2.

-3. я/2<а<5я/6. Диаграмма тока, потребляемого из сети при та­ких углах управления, представлена на рис. 3.9, в. Выражение среднеквадратичного значения тока имеет вид

Я

Я/3 4 V ' и—re/2 4 К

+ I I (w)'d9+ f 'Ч'+тИ*

K, r/fi—Г, V к ' [2] и ' 5я/6—а ' '

А—я/2 / | 4 + 2/Г

(3.36)

Из сравнения (3.35) и (3.36) следует, что среднеквадратичное значение тока IA в интервале я/6<а<5я/6 остается одним и тем же. Данный интервал заканчивается при совпадении скачка тока

-гЬ

Hi О

-h

-j®^ Амплитуда Интервал

А VS

1—I lI и Ъ i f

7ir ^ зг 7it „ Я{]/3 6 6 3

V3

JT_

3

Рис. 3.9. Форма токов и напряжений при различных углах управления после­довательного полууправляемого преобразователя

Г21 с окончанием третьей ступени г'22, т. е. при Ш=я или а = 5я/6,- 4. 5я/6<а<я. Рисунок 3.9, г иллюстрирует форму токов в данной, области изменения а. Как и в первой области, длительность интер­валов, на которых ток IA имеет данное значение, не зависит от угла а и равна я/3. Поэтому среднеквадратичное значение тока остается постоянным и равным:

'-/. (-!=»!*1)"!. (3.37)

Хт

Уравнение (3.37) может быть записано и в такой форме:

Тогда выражение для среднеквадратичного значения тока в соответствии с (3.34) — (3.36) и (3.38) может быть записано в универсальной форме:

F 4 + 2 /3~ 2 УЗ 'я V 3 я

I а — I я [ ---------- (3.39>

Где а* = 0 при 0<а<я/6; а* = а—я/6 при я/6<а<5я/6; сс* = 2я/3 при 5 я/6<а<я.

Коэффициент мощности. Из (3.33) и (3.39) может быть полу­чено следующее выражение для коэффициента искажения:

2 У б~ а

------------ cos —

Я 2 „

И =------------------------------------------------ — , (3.40)

/4+2/3" 2 У?" *V/2

3 я

И по (3.5) и (3.33) коэффициент мощности определяется как

Кр — |я cos —. (3.41)