Коммутация тока в многофазных «m» пульсовых выпрямителях и инверторах

Содержание

Слайд 2

6.6.2 Теория работы выпрямителя с учетом коммутации тока Принятые допущения: (6.6.1)

6.6.2 Теория работы выпрямителя с учетом коммутации тока

Принятые допущения:

(6.6.1)

1. Напряжение

в питающей сети, а следовательно в вентильной
обмотке синусоидальное

2. Индуктивное сопротивление трансформатора и питающей сети больше 0

3. Индуктивное сопротивление сглаживающего реактора Xd=∞, поэтому выпрямлемленный ток идеально сглажен и

Слайд 3

Теория работы выпрямителя с учетом коммутации тока В момент Θ1 работает

Теория работы выпрямителя с учетом коммутации тока

В момент Θ1 работает

V1, т.к. ua max и током iу1=IGT он открыт

Мгновенное значение выпрямленного напряжения

В точке 3’’ током iу3 открывается V3 и начинается коммутация (плавный переход) тока с V1 на V3.
Время их совместной работы называется углом коммутации γ .
Найдем напряжение uk под действием которого возникает ток коммутации ik.

ud=ua

Слайд 4

Для схемы содержащей q фаз в коммутирующей группе Амплитуда напряжения коммутации

Для схемы содержащей q фаз в коммутирующей группе

Амплитуда напряжения коммутации

Мгновенное значение

uk c учетом (6.6.3)

Напряжение коммутации

Мгновенное значение напряжения коммутации

Рисунок 6.6.3 – Векторная диаграмма напряжений коммутирующей группы

Слайд 5

По 2 закону Кирхгофа между фазами b и a протекает ток

По 2 закону Кирхгофа между фазами b и a протекает

ток коммутации и для цепи коммутации можно записать

Ток коммутации

Из (6.6.5)

(6.6.5)

(6.6.6)

(6.6.7)

Решив (6.6.6) получим

Слайд 6

Начальные условия возникновения коммутации Подставив условия (6.6.8) в (6.6.7) получим Подставим

Начальные условия возникновения коммутации

Подставив условия (6.6.8) в (6.6.7) получим

Подставим значение С

из (6.6.9) в (6.6.7) получим

Формула действует пока прямой ток через тиристор больше встречного тока коммутации

(6.6.8)

(6.6.9)

(6.6.10)

В начале коммутации когда
ток коммутации

Слайд 7

При ik=Idk коммутация заканчивается. Подставив из (6.6.11) в (6.6.10) откуда Условия

При ik=Idk коммутация заканчивается. Подставив из (6.6.11) в (6.6.10)

откуда

Условия окончания коммутации

(6.6.11)

(6.6.12)

(6.6.13)

(6.6.13')

В

конце коммутации, когда
ток коммутации

Решив 6.6.13 относительно угла γ получим

Слайд 8

В формулы (6.6.13) и (6.6.13’) надо подставлять α=0 для неуправляемых выпрямителей

В формулы (6.6.13) и (6.6.13’) надо подставлять
α=0 для неуправляемых выпрямителей
0<α≤90 для

управляемых выпрямителей
α=180°-β для инвертора
из (6.6.13) и (6.6.13’) видно, что с изменением тока, протекающего через тиристоры

(6.6.14)

угол коммутации изменяется в пределах

Слайд 9

6.6.3 Влияние коммутации тока на форму и величину выпрямленного напряжения При

6.6.3 Влияние коммутации тока на форму и величину выпрямленного напряжения
При одновременной

работе V1 и V3 в период коммутации

Мгновенное значение коммутационного падения напряжения

Мгновенное значение выпрямленного напряжения

(6.6.15)

(6.6.16)

С учетом (6.6.4') мгновенное значение коммутационного падения
напряжения будет равно

(6.6.17)

Слайд 10

Среднее значение коммутационного падения напряжения Среднее значение коммутационного падения напряжения из

Среднее значение коммутационного падения напряжения

Среднее значение коммутационного падения напряжения из рис.6.6.5

Рисунок

6.6.5 – Временная диаграмма выпрямленного напряжения с учетом коммутации

После решения (6.6.18) и подстановки пределов получим

Слайд 11

Для удобства расчета и анализа подставим значение [cosα-cos(α+γ)] из (6.6.12) в

Для удобства расчета и анализа подставим значение [cosα-cos(α+γ)] из (6.6.12) в

(6.6.19)

Из 6.6.20 видно, что с изменением тока, протекающего через тиристоры

Тогда среднее значение коммутационного нападения напряжения в одной коммутирующей группе будет равно

(6.6.20)

Коммутационное падение напряжения изменяется в пределах

(6.6.20')

Слайд 12

Для обобщения (6.6.20) к любой схеме обозначим где nk-число последовательно работающих

Для обобщения (6.6.20) к любой схеме обозначим

где nk-число последовательно работающих коммутирующих

групп;
q – число фаз коммутирующей группы (для шести и двенадцатипульсовых схем q=3;
Id – ток нагрузки выпрямителя

Формула для расчета коммутационного падения напряжения примет вид

(6.6.22)

(6.6.21)

Слайд 13

Таблица 6.1 - Коэффициенты схемы

Таблица 6.1 - Коэффициенты схемы

Слайд 14

где Udo - выпрямленное напряжение Х.Х. выпрямителя; - коммутационное падения напряжения

где Udo - выпрямленное напряжение Х.Х. выпрямителя;
- коммутационное падения напряжения

- падение напряжения в диодах

6.6.4 Внешняя характеристика преобразователей

Выпрямителя

Инвертора

Входной (внешней) характеристикой инвертора называется

где UИ0 - входное напряжение Х.Х. инвертора;
- коммутационное падения напряжения
- падение напряжения в тиристорах

Внешняя характеристика выпрямителя называется зависимость

С учетом коммутационного и падения напряжения в диодах

С учетом коммутационного и падения напряжения в тиристорах

Слайд 15

потеря напряжения в диодах Через известные параметры схемы и трансформатора можно

потеря напряжения в диодах

Через известные параметры схемы и трансформатора можно записать


(6.6.25')

(6.6.24)

(6.6.25)

(6.6.25)

потеря напряжения в тиристорах

внешняя характеристика выпрямителя

входная характеристика инвертора

Слайд 16

где p – число последовательно работающих плеч выпрямителя; (p=nk) α -

где p – число последовательно работающих плеч выпрямителя; (p=nk)
α - угол

регулирования;
uКЗ – напряжение короткого замыкания цепи коммутации выпрямителя;
А – коэффициент наклона схемы внешней характеристики выпрямителя;

где p – число последовательно работающих плеч инвертора; (p=nk)
β - угол опережения;
uКЗ – напряжение короткого замыкания цепи коммутации инвертора;
А – коэффициент наклона схемы внешней характеристики инвертора;

для m=6 А=0,5;
для m=12 А=0,26.