1.13.4 Аварийные режимы инвертора ведомого сетью

При работе трехфазного мостового преобразователя в режиме ведомого сетью инвертора, рисунок 1.13.14, коммутация тока с одного вентиля на другой осуществляется за счет разности фазных э. д. с. на стороне переменного тока при подаче отпирающего импульса с углом опережения . Время выключения тиристора зависит от времени спадания тока, характеризуемого углом коммутации , и времени восстановления тиристором запирающих свойств, характеризуемого углом . Минимально возможный угол опережения: . Угол коммутации зависит от параметров контура коммутации и величины коммутируемого тока, поэтому при увеличении тока увеличивается и угол может стать меньше допустимого, коммутация нарушается и процесс инвертирования срывается, рисунок 1.13.15.

Рис. 1.13.14.

Для инвертора ведомого сетью характерны следующие аварии:

а) внешнее короткое замыкание;

б) потеря тиристором вентильных свойств в обратном направлении;

в) потеря тиристором вентильных свойств в прямом направлении;

г) прекращение подачи управляющих импульсов на какой-либо из тиристоров.

Рис. 1.13.15.

Все виды повреждений приводят либо к опрокидыванию, либо к прорыву инвертора. Опрокидывание инвертора возникает, если по тем или иным причинам не происходит коммутации тока на очередной тиристор. Прорыв инвертора возникает, если в проводящем состоянии оказываются два тиристора подключенные к одной фазе и э. д. с. генератора оказывается закороченной через два последовательно включенных тиристора.

Например, если угол снизится ниже критического значения, то в момент равенства фаз A и B вентиль VS₁ вновь откроется под действием положительной разности э. д. с. , что приведет к выключению VS₃. После момента останутся открытыми вентили VS₁ и VS₂. Ток в цепи: источник постоянного тока, тиристор VS₂, обмотка фазы C, обмотка фазы A, тиристор VS₁, начнет возрастать, так как величина противо – э. д. с. в этот период будет уменьшаться.

Если защита не успеет отключить инвертор к моменту t₁ прихода управляющего импульса на тиристор VS₄, то при условии успешной коммутации тока вентиля VS₂ на VS₄ образуется прорыв инвертора. В случае же неуспешной коммутации до момента t₂ останутся проводить ток вентили VS₂, VS₁ и режим опрокидывания инвертора с прохождением аварийного тока через обмотки трансформатора продолжится.

Аналогично будут развиваться аварии при потере тиристором VS₁ вентильных свойств, при потере управляющего импульса тиристора VS₃, снижении напряжения переключения или пробое тиристора.

После несостоявшейся коммутации тока с вентиля VS₁ на VS₃ ток цепи вентилей будет описываться уравнением:

.

За начало отсчета времени примем равенства э. д. с. фазы A и B во время отрицательного полупериода ( , ). Тогда решение уравнения:

где , , , .

В момент t₁ поступит управляющий сигнал на VS₄, начнется коммутация из цепи VS₂ в цепь VS₄. Процесс в вентиле VS₂ описывается уравнением:

,

отсюда с учетом , - ток в конце первого интервала,

Ток в вентиле VS₁:

.

Ток в вентиле VS₄:

.

Если ток вентиля VS₂ к моменту времени станет равным нулю, то дальше будет продолжаться процесс сквозного срыва инвертора через вентили VS₁ и VS₄. В этом случае ток в вентилях на третьем интервале будет описываться уравнением:

,

где - ток в конце второго интервала; - продолжительность второго интервала.

Если же к моменту t₂ ток в вентиле VS₂ не снизится до нуля, то VS₂ включиться не сможет, а после того как разность э. д. с. фаз A и C станет положительной, начнется процесс повторной коммутации тока, но теперь из VS₄ в VS₂.

Рис. 1.13.16

На рисунке 1.13.16 приведены кривые аварийных токов при опрокидывании (А) и прорыве (Б) инвертора. Режим опрокидывания характеризуется значительно большими аварийными токами, создаваемыми согласно включенными э. д. с. источников постоянного и переменного тока.