Файл: MU_po_LR_SE.pdf

Скачать файл (3,27Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.04.2019

Просмотров: 2028

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

«ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ ДЛЯ

УПРАВЛЯЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА»

Цель работы – Исследовать основные соотношения трехфазного

выпрямителя.

Содержание работы:
1. Исследование режимов трехфазного управляемого выпрямителя при

разных углах управления.

2. Исследование семейства внешних характеристик.

Краткие теоретические сведения

1. Выпрямители тока. Классификация и структурные схемы

выпрямителей

Выпрямители делятся на выпрямители тока и выпрямители напряжения.
В выпрямителях тока ток на выходе протекает в одном направлении, а

мгновенные значения напряжения на выходе могут менять полярность. В
качестве вентилей в них применяют диоды и тиристоры.

В выпрямителях напряжения напряжение на выходе не меняет поляр-

ность, а ток на выходе может менять направление. В качестве вентилей в них
применяют диоды и транзисторы или запираемые тиристоры.

В настоящее время основное применение имеют выпрямители тока.

Именно они рассматриваются в этой и последующих главах. Для сокращения
в дальнейшем будем называть их просто выпрямителями, опуская слово тока.

Выпрямители напряжения сложнее и будут рассмотрены позже.
Выпрямители тока классифицируются по ряду признаков (рис. 10).

1. По числу фаз выпрямители делятся:
а) на однофазные, которые питаются от однофазной сети;
б) на многофазные, которые питаются от многофазной сети.

2. По числу

выпрямляемых полуволн выпрямители делятся:

а) на однополупериодные;
б) на двухполупериодные.

3. По построению схем выпрямители делятся на следующие:
а) нулевые (однотактные, в которых ток по вторичной обмотке

трансформаторов протекает в одном направлении);

б) мостовые (двухтактные, в которых ток по вторичной обмотке

трансформаторов протекает в двух направлениях). В мостовой схеме
трансформатор может отсутствовать.

4. По мощности выпрямители делятся на следующие:
а) малой мощности (до сотен ватт);
б) средней мощности (до десятков киловатт);
в) большой мощности (сотни и тысячи киловатт).

5. По возможностям управления выпрямители делятся:
а) на неуправляемые, выполненные на диодах;
б) на управляемые, выполненные на тиристорах.

На рис. 11 приведена обобщенная структурная схема выпрямителя,
содержащая сетевой фильтр СФ, трансформатор Т, вентильный блок ВБ,

сглаживающий  фильтр  СГФ,  стабилизатор  СТ,  систему  управления  СУ  и
нагрузку  Н.  Энергия  из  сети  подается  через  сетевой  фильтр,  служащий  для
уменьшения  вредного  влияния  выпрямителя  на  питающую  сеть.  Транс-
форматор служит для согласования выпрямленного напряжения и напряжения
сети,  а  также  для  потенциального  разделения  нагрузки  и  сети.  Вентильный
блок  служит  для  выпрямления  переменного  тока.  Сглаживающий  фильтр
осуществляет  фильтрацию  (сглаживание)  выпрямленного  напряжения.
Стабилизатор обеспечивает поддержание с необходимой точностью требуемой
величины  постоянного  напряжения  на  нагрузке  в  условиях  изменения
напряжения  питающей  сети  и  тока  нагрузки.  Система  управления  в
управляемом  выпрямителе  обеспечивает  регулирование  выпрямленного
напряжения.

Рисунок 10 – Классификация выпрямителей тока

Рисунок 11 – Обобщенная структурная схема выпрямителя

Не все указанные блоки обязательно присутствуют в схеме. В зависимо-

сти  от  предъявляемых  требований  могут  отсутствовать  все  блоки,  кроме  ВБ.
Однако,  в  большинстве  случаев  необходим  и  трансформатор.  Поэтому  в
дальнейшем  процессы  рассматриваются  для  комплекта  Т  —  ВБ.  Наличие
сглаживающего  фильтра  оказывает  значительное  влияние  на  режим  работы
выпрямителя  и  его  элементов.  Существенным  при  этом  является  характер
входной  цепи  сглаживающего  фильтра,  определяющий  совместно  с  внешней
нагрузкой вид нагрузки выпрямителя.

Возможны следующие виды нагрузок выпрямителя (с учетом фильтра):
а) активная;
б) активно-индуктивная (например, выпрямитель работает на обмотку

возбуждения двигателя);

в) активно-индуктивная с противо-ЭДС (выпрямитель работает на якорь

двигателя);

г) активно-емкостная (емкостный фильтр).
Ввиду сложности расчетов выпрямителей, анализ процессов в них в

первом приближении выполняется при упрощающих допущениях об индук-
тивности нагрузки. Принимается, что либо индуктивность в цепи вы-
прямленного тока Ld = 0, либо

2. Трехфазная мостовая схема

Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова) приведена

на  рис.  12  а,  а  временные  диаграммы  токов  и  напряжений  при  Ld  =  ¥  —  на
рис. 12 б. Вентили V2, V6, V4, у которых соединены аноды, называют анодной
тройкой  вентилей;  V1,  V3,  V5,  у  которых  соединены  катоды,  -  катодной
тройкой вентилей. В катодной тройке вентилей проводит вентиль, у которого
анод самый положительный; в анодной тройке вентилей проводит вентиль, у
которого  катод  самый  отрицательный.  Если  в  данный  момент  фаза  а  самая
положительная,  а  c—  самая  отрицательная,  то  ток  проходит  от  фазы  а  через
V1 в нагрузку, через V2 на фазу с. Нумерация вентилей соответствует порядку
их работы.

Выпрямленное напряжение ud формируется из верхушек линейных на-

пряжений. Ток нагрузки id из-за наличия в схеме индуктивности сглажен. На
рисунке  он  представлен  прямой  линией.  Токи  через  вентили  ia1  ...  ia6
изображаются  прямоугольниками,  соответствующими  участкам  проводи-
мости.  Вторичный  ток  i2a  переменный,  а  первичный  i1a  имеет  такую  же
форму.  В  отличие  от  трехфазной  нулевой  схемы  трансформатор  работает  в
нормальных условиях.

Расчет проведем для случая Ld = ∞ (см. рисунок 12 а, б), принимая

допущения об идеальности вентилей и трансформатора.

Среднее значение идеального выпрямленного напряжения в многофаз-

ной схеме

В трѐхфазной мостовой схеме m=6, тогда

где U2л — линейное напряжение на вторичной стороне трансформатора.
Среднее значение выпрямленного тока

Среднее и амплитудное значения тока через вентиль

;