Тиристорные электроприводы постоянного тока
Последовательные преобразователи с несмещенными напряжениями питания
Ранее рассматривались последовательно соединенные преобразователи, напряжения питания которых были сдвинуты по фазе в зависимости от схемы соединения вторичных обмоток трансформатора. Цель такого сдвига заключается в улучшении некоторых показателей привода. Для сравнения здесь рассматриваются последовательно соединенные полностью управляемые преобразователи с несмещенными питающими напряжениями при использовании двух принципов управления: одновременного и последовательного.
Одновременное управление. При одновременном управлении полностью управляемыми последовательно соединенными преобразователями оба преобразователя имеют одинаковый угол управления. Такой режим эквивалентен работе одного полностью управляемого преобразователя с двойным напряжением. Основная гармоника тока в соответствии с (3.18)
/,и = 2/яУб7я, (3.42)
А его среднеквадратичное значение в соответствии с рис. 3.6, д
1А = (— [(2/я)2] —!~-)1/2- (3-43)
^ л о )
Коэффициент искажения формы тока равен:
|I = Iai/U = 0,9549. (3.44)
Коэффициент мощности определяется по формуле
Кр = 0,9549 cos ее. (3.45)
Последовательное управление. При последовательном управлении [1] последовательно соединенными полностью управляемыми преобразователями угол управления одного из преобразователей остается постоянным и равным 0 или 180°, а угол другого, изменяясь, определяет требуемое выходное напряжение преобразователя. В выпрямительном режиме работы угол управления одного преобразователя, для определенности положим первого, равен ai = 0, а угол управления второго изменяется в диапазоне 0<сс2<180°, определяя положительное значение выходного напряжения. При «2=0 тиристоры обоих преобразователей полностью открыты и выходное напряжение максимально. При а2=180° выходные напряжения обоих преобразователей компенсируют друг друга и суммарное напряжение равно нулю. В инверторном режиме работы угол управления одного из преобразователей (допустим, второго) поддерживается равным 180°, а угол другого регулируется в пределах 0<ai<180°, определяя отрицательное, напряжение на выходе.
Основная гармоника тока сети IAi- Если преобразователь 1 Полностью открыт (ai = 0), основная гармоника потребляемого им тока по амплитуде и фазе равна в соответствии с (3.18) и (3.19)
/М| = /яУб7я; (3.46)
<р„ = 0. (3.46а)
Угол управления второго преобразователя изменяется, при этом ток /22 определяется как
/М1=/я Т/Г/я; (3.47)
Ф21 = — ос2. (3.47а)
Амплитуда и фаза основной гармоники тока сети, таким образом, могут быть определены*™ (3.46)—(3.47а) и составляют
|
21/6 / ms-S- Я " 2 ф2= — ot. j/2. |
|
(3.48) (3.48а) |
|
' Л1 |
-21
TOC o "1-3" h z >—rw%. > j
I—nno---- ---- - if
|
0 |
I—Mr-------- T
—L_
A)
|
|
|
"21 |
|
"FT |
|
Qt |
J----- L
■Зет
-Jo
.I---- I
Qt
|
T +J37- t 37" [3] 6 5зт |
|
21 „ |
|
«I |
Ашлшпщда Интерва/T 1Я 2Cc2
Qt
|
42 |
5)
Амплитуда
Интервал
|
Qt |
|
U2~S |
21»
|
I<<*. |
|
В) |
Vf
Рис. 3.10. Последовательное управ
А — схема силовой цепи; б—г — диаграммы
Среднеквадратичное значение тока 1а- Диаграммы токов, потребляемых преобразователями, и общего тока I'A представлены на рис. 3.10. При изменении угла управления а2 форма токов каждого из преобразователей сохраняется одинаковой, а форма потребляемого из сети тока меняется.
1. 0<а<я/3. Диаграммы для данного диапазона изменения угла управления представлены на рис. 3.10, б. Интервалы одного уровня .тока 1А по длительности зависят от угла управления. Среднеквадратичное значение 1а определяется выражением
[ lldB+ J (2/ )2d0
|
1/2 |
|
/,-р- Я |
|
2се2/я)1/2. (3.49) |
|
/я( 8/3- |
2а2 2я/3—ос2
Интервал заканчивается, когда фронт спадания положительного импульса г'гг достигнет переднего фронта отрицательного импульса i2i.
2. я/3<<12<2 я/3. Рисунок 3.10, в иллюстрирует формы токов в Этом диапазоне. Среднеквадратичное значение 1А
IldQ+ J" (2/я)2 d0
|
1/2 |
|
-1-И J I 2п/[ |
|
= /,( 10/3— 4а2/я)1/2. |
|
1а |
2я/3 2я/3—ос2
(3.50)
Этот интервал заканчивается, когда передний фронт i22 совпадает с фронтом спадания t'ai-
3. 2я/3<а2<я. Диаграммы токов представлены на рис. 3.10, г, А среднеквадратичное значение тока /А определяется выражением
|
,1/2 |
|
-f-U |
|
Ll d9 |
|
(3.51) |
|
1А |
|
2я—2ос, |
/я(2— 2а2/я)1/2.
41
L22
|
-/с |
|
Я ^ ^я |
|
LA |
|
2Г |
Fif
& u U at
5я i 6 *2+f
Амплитуда Интервал 1Я 2Я-2СС2
&<сс2<я г)
О '
Ление преобразователями:
|
«2~ё |
Токов для различных углов управления
Коэффициент мощности. В соответствии с (3.48) коэффициент мощности может быть представлен как
2-1/6- /я cos —~~
КР = COSф4 = ------------------------------------ — cos, (3.52)
1А /л 2
Где 1Л определяется по (3.49) — (3.51).
