Технические науки / 6.Электротехника и радиоэлектроника

 

К.т.н  Ю. С. Игольников,  аспирант А. А. Курганов

ФГБОУ ВПО Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева

г. Саранск, Россия

Развитие схемотехники выпрямителей с уравнительным реактором.

 

Как известно введение в схему уравнительного реактора (УР)  приводит к параллельной работе анодных цепей, что улучшает коэффициент формы тока вентиля и уменьшает действующее значение вторичного тока трансформатора.

В выпрямительной технике широко известна классическая схема выпрямления две обратные звезды с уравнительным реактором. Её работа и параметры подробно освещены в литературе по преобразовательной технике [1].

За последние годы были разработаны и получили развитие новые схемы с УР. К их числу следует отнести и кольцевую схему с УР (рис. 1) [2].

Рис. 1 Управляемая кольцевая схема выпрямления с УР

Рис. 2   Диаграммы токов и напряжений

В схему (рис. 1, а) входят: трехфазный трансформатор, состоящий из первичной и двух одинаковых вторичных обмоток соединенных звездой, к нулевым точкам которых подключена активно-индуктивная нагрузка, вентильные элементов соединенные по кольцевой схеме через обмотки УР

Формирование напряжения Ud (рис. 2, а) на нагрузке Rd–Ld осуществляется на основе поочередного выравнивания с помощью уравнительного реактора двух анодных ЭДС одной и другой звезд. Особенности работы схемы при сглаженном токе нагрузки в соответствии с рис. 2 приведены в [3].

Представляет интерес новая оригинальная схема на базе трехфазной нулевой впервые разработанная трехфазная нулевая схема с УР [4] (рис. 3)

Рис. 3 Трехфазная нулевая схема выпрямления с УР

Работа преобразователя в соответствии с диаграммами (рис. 4, а-г) и управляющими сигналами, (рис.4 д, е) приведена в [4].

Способ управления преобразователя заключается в подаче управляющих импульсов (рис.4 д, е) со сдвигом на 1/3 периода при отрицательных мгновенных значениях фазных э.д.с. в точку естественной коммутации, если не требуется регулирования. Причем на каждый из тиристоров импульс подается один раз за два периода.

Технический эффект заключается в достижении параллельной работы двух фаз анодной цепи во внекоммутационный интервал времени и улучшении режима работы вентильных элементов за счет снижения величины анодного тока до половины тока нагрузки (1/2 Id), увеличения длительности его протекания до 2/3 периода (240 эл. град.), не достигнутой ни в одной схеме преобразования переменного напряжения в постоянное.

Рис. 4 Диаграммы напряжений на элементах схемы

Проведенное моделирование схемы  в среде Electronics Workbench подтвердило её работоспособность в соответствии с рис. 4.

Рассмотренные схемы показывают возможность решать задачи преобразовательной техники в области улучшения параметров выпрямительных устройств.

Литература:

1.                Полупроводниковые выпрямители / Под редакцией Ф.И. Ковалева, Г.П. Мостковой. М.: Энергия 1978. 448с.

2.                Патент RU 2 325 025 C1.  Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное/ Ю. С. Игольников Н 02М 7/06 опубл. 20.05.2008г.

3.                 Моделирование и экспериментальная проверка кольцевой схемы с уравнительным реактором./Проблеммы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики. Сб. науч. трудов. VII Междунар. науч.-техн. конф./Саранск: СВМО. 2010. с, 210-213

4.                Патент RU 2 234 183 C1.  Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное и способ управления им/                       Ю. С. Игольников  H02M7/12 опубл. 10.08.2004