DC valf dönüştürücüler

Valfli DC konvertörler, çok çeşitli hız düzenlemesi ve elektrikli tahrikin geçici modlarının yüksek kalitesinin gerekli olduğu durumlarda DC elektrik motorlarının alan ve armatür sargılarına güç sağlamak için kullanılır.

Bu kullanıcılar için, valf dönüştürücülerin güç devreleri sıfır veya köprü, tek fazlı veya üç fazlı olabilir. Bir veya başka bir dönüştürücü devresinin seçimi aşağıdakilere dayanmalıdır:

• doğrultulmuş voltaj eğrisinde izin verilen uyarımı sağlamak,

• daha yüksek harmoniklerin sayısını ve büyüklüğünü sınırlamak Alternatif voltaj,

• güç trafosunun yüksek kullanımı.

Titreşen doğrultulmuş konvertör voltajının motorda motorun normal komütasyonunu bozan atımlı bir akım yarattığı iyi bilinmektedir. Ek olarak, voltaj dalgalanmaları motorda ek kayıplara neden olur ve bu da gücünü fazla tahmin etme ihtiyacına yol açar.

Elektrik motorundaki komütasyonun iyileştirilmesi ve kayıpların azaltılması, doğrultucunun faz sayısını artırarak veya yumuşatıcı bir endüktans getirerek veya motorun tasarımını iyileştirerek elde edilebilir.

Dönüştürücü, motorun armatür devresine düşük endüktans sağlayacak şekilde tasarlanmışsa, en rasyonel güç devreleri üç fazlıdır: dalgalanma reaktörlü çift üç fazlı sıfır, köprü (Şekil 1).

Pirinç. 1. Üç fazlı tristör dönüştürücülerin besleme devreleri: a - dengeleme reaktörlü çift üç fazlı sıfır, b - köprü

Alan bobinlerine güç sağlamak için DC motorlarönemli endüktansta, valf dönüştürücülerin güç devreleri hem üç fazlı sıfır hem de köprü tek fazlı veya üç fazlı olabilir (Şekil 2).

Pirinç. 2. Alan sargılarına güç sağlamak için tristör redresör şemaları: a-üç fazlı sıfır, b-tek fazlı köprü, c-üç fazlı yarı kontrollü kaplama

Üç fazlı doğrultucu devrelerinden en yaygın olanı üç fazlı köprüdür (Şekil 1, b). Bu düzeltme şemasının avantajları şunlardır: uygun üç fazlı transformatörün yüksek kullanımı, valflerin ters voltajının en küçük değeri.

Yüksek güçlü elektrikli sürücüler için, doğrultulmuş voltaj dalgalanmasının azaltılması, doğrultucu köprülerin paralel veya seri olarak bağlanmasıyla sağlanır. Bu durumda, doğrultucu köprüler ya bir adet üç sargılı transformatör veya iki adet iki sargılı transformatör tarafından beslenir.

İlk durumda, transformatörün birincil sargısı "yıldız" ve ikincil - "yıldız", diğeri - "delta" ile bağlanır.İkinci durumda, transformatörlerden biri "yıldız-yıldız" şemasına göre, ikincisi - "üçgen-yıldız" şemasına göre bağlanır.

Transformatörlerin primer veya sekonder sargılarının farklı bağlantı şemalarına sahip olması nedeniyle, bir köprüdeki doğrultulmuş gerilim, diğer köprüdeki doğrultulmuş gerilim dalga biçimlerine bir açıda faz dışı dalga biçimlerine sahip olacaktır. Sonuç olarak, motor armatürünün toplam düzeltilmiş voltajı, frekansı her köprünün dalga frekansının 2 katı olan dalgalanmalara sahip olacaktır.Düzeltilmiş voltajların anlık değerlerinin denklemi bağlı köprülere paralel olarak bir yumuşatma reaktörü tarafından gerçekleştirilir. Doğrultucu köprüler seri bağlandığında devre benzer şekilde çalışır.

Kontrol edilebilir valflerin sayısını azaltmak için düzeltme için yarı regüleli veya tek köprü devreleri kullanılır. Bu durumda köprünün yarısı, örneğin katot grubu kontrol edilir ve anot yarısı kontrolsüzdür, yani. diyotlar üzerine monte edilmiştir (bkz. Şekil 2, c).

Yukarıdaki dönüştürücü güç devrelerinin tümü, yükteki akımın yalnızca bir yönde akışını sağladıklarından tersinmezdir. Ters çevrilemez devreden ters çevrilebilir devreye geçiş, bir kontak tersleyici kullanılarak veya iki takım doğrultucu takılarak yapılabilir. Bu tür doğrultucular, paralel olmayan (Şekil 3) veya çapraz (Şekil 4) şemalarda yapılır.

Bir anti-paralel devrede, her iki köprü U1 ve U2 (bkz. Şekil 3) transformatörün ortak sargısından beslenir ve birbirine zıt ve paralel bağlanır. Bir geçiş devresinde, her köprüye ayrı bir bobin ve yüke bağlı bir geçiş tarafından güç verilir.

Pirinç.3. Paralel olmayan bağlantı dönüştürücülerin şeması

Pirinç. 4. Dönüştürücülerin çapraz bağlantı şeması

İki bileşenli tersinir dönüştürücülerin köprü valflerinin kontrolü ayrı veya birleşik olabilir. Ayrı kontrolde, kontrol darbeleri sadece o anda çalışan köprünün valflerine beslenir ve yük devresinde istenen akım yönünü sağlar. Aynı zamanda diğer köprüdeki vanalar da kilitlenir.

Ortak kontrolde, yükteki akımın yönü ne olursa olsun kontrol darbeleri her iki köprünün valflerine aynı anda verilir. Dolayısıyla bu kontrol ile köprülerden biri doğrultucuda çalışırken diğeri inverter moduna hazırlanır. Öte yandan, ortak yönetim tutarlı ve tutarsız olabilir.

Koordineli kontrolde, her iki köprünün valflerine kontrol darbeleri verilir, böylece düzeltilmiş voltajın ortalama değerleri y ikincisi eşittir. Tutarsız kontrol durumunda, inverter modunda çalışan köprünün (inverter valf grubu) ortalama doğrultulmuş geriliminin, doğrultucu modunda çalışan köprünün gerilimini (doğrultucu valf grubu) aşması gerekir.

Tersine çevrilebilir devrelerin ortak kontrollü çalışması, grup voltajlarının anlık değerlerinin eşitsizliği nedeniyle ortaya çıkan, grup valfleri ve transformatörün sargıları tarafından oluşturulan kapalı bir döngüde dengeleyici bir akımın varlığı ile karakterize edilir. zaman. İkincisini sınırlamak için, devrelere L1 - L4 dengeleme bobinleri sokulur (bkz. Şekil 3).

Ortak koordineli kontrolün avantajları basitlik, bir moddan diğerine geçmeye hazır olma, net statik özellikler, düşük yüklerde bile aralıklı akım modunun olmamasıdır. Ancak bu kontrol ile devrede büyük dengeleme akımları akar.

Eşsiz kontrole sahip zincirler, eşleşen kontrole göre daha küçük bobin boyutlarına sahiptir. Bununla birlikte, böyle bir kontrol ile izin verilen kontrol açılarının aralığı azalır, bu da transformatörün yetersiz kullanılmasına ve güç faktöründe bir azalmaya yol açar.

Dönüştürücü devresinde ayrı bir kontrol ile yukarıdaki dezavantajlar ortadan kalkar. Bu kontrol yöntemi, dengeleme akımlarını tamamen ortadan kaldırır, çünkü bu durumda kontrol darbelerinin temini yalnızca bir çalışma valf grubu için gerçekleştirilir. Bu nedenle, doğrultucu grubu ayar açısının sıfır değeri ile açılabileceğinden bobinleri ve genel olarak trafo gücünü eşitlemeye gerek yoktur.