6. Расчет неуправляемого выпрямителя

Исходные данные:

1. Номинальное выпрямленное напряжение :

2. Ток нагрузки:

3. Напряжение питающей сети:

Анализ исходных данных:

- мощность нагрузки.

Выбор принципиальной схемы выпрямителя:

Выбираем однофазную двухполупериодную схему неуправляемого выпрямителя со средней точкой. Эта схема представляет собой два однополупериодных выпрямителя, работающих на общую нагрузку R_d и питающихся от находящихся в противофазе ЭДС е_2а, и е_2b.

Для создания этих ЭДС в схеме является обязательным наличие трансформатора с двумя полуобмотками на вторичной стороне, имеющими среднюю точку.

Соотношение между мощностями Р_d, Р₁ и Р₂ объясняется теми же причинами, что и в однофазной однополупериодной схеме выпрямления, но в отличие от нее, силовой трансформатор не имеет постоянного подмагничивания, так как постоянные составляющие магнитных потоков обеих полуобмоток равны по величине и направлены навстречу друг другу.

Параметры однофазной двухполупериодной схемы управления со средней точкой:

,где - напряжение на вторичной обмотке трансформатора.

- обратное максимально напряжение на вентиле.

- среднее прямое максимальное значение тока на вентиле.

- мощность на вторичной обмотке трансформатора.

- расчетная мощность трансформатора.

Определение параметров трансформатора:

Т.к. то с учетом потерь при работе трансформатора примем расчетную мощность трансформатора на 2% больше мощности вторичной обмотки.

.

8. Разработка системы управления и защиты инвертора.

Системы управления зависимыми инверторами аналогичны системам управления управляемыми выпрямителями с той лишь разницей, что они должны быть синхронизированы с напряжением питающей сети со сдвигом в 180˚ по сравнению с управляемым выпрямителем. Если один и тот же вентильный преобразователь должен работать и в выпрямительном, и в инверторном режиме, то фазосдвигающее устройство в системе управления должно обеспечивать диапазон изменения угла управления  в диапазоне =0. Тогда в диапазоне преобразователь будет работать в выпрямительном режиме, а в диапазоне – в инверторном.

Вертикальный способ управления поясняется рис.6. Анодное напряжение тиристора Т через синхронизатор (С) подается

R₂

R₁

T_у

+

–

U_у

Рис. 8.4

на вход генератора пилообразного напряжения (ГПН), который строго в течение положительного полупериода анодного напряжения (0–π) формирует линейно-возрастающее напряжение (пилообразное напряжение). Это напряжение поступает на схему сравнения (компаратор К), где происходит сравнение пилообразного напряжения с напряжением управления U_у. В момент равенства этих величин формируется импульс U_к, который запускает формирователь импульсов управления (ФИУ) для управления тиристором Т. Меняя уровень напряжения управления U_у от нуля до амплитудного значения пилообразного напряжения, линейно изменяем угол включения тиристора (угол управления) в диапазоне от 0 до π.

Очевидно, что для управления выпрямителями (инверторами) система управления в обоих рассмотренных случаях должна содержать не один канал управления, а такое их количество, которое равно пульсности схемы.

Особенностью многоканальных систем управления является то, что трудно получить во всех каналах одинаковые характеристики = f(U) из-за естественного разброса параметров даже однотипных полупроводниковых элементов, а также из-за непредсказуемого влияния множества различных факторов на выходные характеристики управления каждого канала. Поэтому угол в каждом канале будет свой, отличный от соседних каналов, при одном и том же управляющем воздействии U. А асимметрия в углах управления по фазам выпрямителя может привести к появлению в выпрямленном напряжении так называемых субгармоник, (т.е. гармоник, изменяющихся с частотой, меньшей частоты первой гармоники), что может быть неприемлемо для потребителя. Кроме того, по этой же причине может возникнуть постоянное подмагничивание магнитопровода силового трансформатора выпрямителя (инвертора), что также крайне нежелательно.