1.3. Сравнение схемы с аналогичными по назначению
Основные соотношения для простой нулевой шестипульсовой схемы приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Основные соотношения схемы
Соотношение |
Значение |
Соотношение |
Значение |
m |
6 |
Sтип/Pd0 |
1,43 |
Ud0/U2 |
1,35 |
Iв.макс/Id |
1,00 |
A |
1,23 |
Ib.cp/Id |
1/6 |
I2/Id |
1/6 |
Uв.макс/Ud0 |
2,09 |
kтI1/Id |
2/3 |
d |
0,042 |
S2/Pd0 |
1,82 |
|
0,955 |
S1/Pd0 |
1,05 |
с2 |
0,55 |
Так как в каждый момент времени ток протекает только в одной фазной обмотке одной звезды, а в первичной обмотке ток замыкается по двум фазным обмоткам, то в стержнях магнитопровода трансформатора нет баланса намагничивающих сил. На каждом стержне возникает избыточная намагничивающая сила, пропорциональная Id/3, создающая поток вынужденного намагничивания, на каждом интервале /3 он во всех трех стержнях совпадает по направлению и изменяет направление на очередном интервале /3. Таким образом, поток вынужденного намагничивания изменяется с тройной частотой и называется однофазным потоком вынужденного намагничивания. Этот поток, замыкаясь по элементам конструкции трансформатора, вызывает дополнительные потери от вихревых токов, приводит к существенному увеличению эквивалентной анодной индуктивности и крутизны внешней характеристики выпрямителя. Сечение магнитопровода трансформатора в этой схеме необходимо увеличивать.
Шестипульсовую простую нулевую схему можно сравнить со сложными нулевыми и простыми мостовыми схемами, так как они дают такое же качество электрической энергии, о чем говорит равенство коэффициентов волнистости d, и одинаково искажают сетевой ток (равенство коэффициентов искажения ).
Коэффициент наклона внешней характеристики А у заданной схемы наибольший, следовательно, уровень напряжения менее стабилен.
Средний ток вентиля в 2 раза меньше, чем в мостовых схемах, а максимальное обратное напряжение в 2 раза больше, в то время как число вентильных плеч одинаково.
Сложная нулевая схема параллельного типа отличается от заданной лишь наличием реактора, однако, при этом максимальный ток вентилей уменьшается в 2 раза, типовая мощность на 0,1Pd0 (с учетом реактора) , коэффициент наклона внешней характеристики уменьшается почти в 2,5 раза, а также удается избежать потока вынужденного намагничивания.
Низкие коэффициент использования вторичных обмоток с2=0,55 и коэффициент использования трансформатора Pd0/Sтип=0,645 , дополнительные потери от потока вынужденного намагничивания, мягкая внешняя характеристика вынуждают отказаться от использования этой схемы в мощных выпрямительных установках.
2. Основные параметры схемы преобразователя
2.1. Напряжения на элементах схемы
Исходным для определения напряжений на обмотках трансформатора и вентильных плечах является среднее значение выпрямленного напряжения на холостом ходе преобразователя в неуправляемом режиме (Ud0). Оно связано со средним значением выпрямленного напряжения на холостом ходе в управляемом режиме (Ud0)соотношением
, (2.1)
откуда можно найти угол управления , зная отношение Ud0/Ud0=0,866 по заданию,
, (2.2)
.