Конспект лекций по дисциплине силовая электроника по направлению 140400. 62
 Скачать 1.41 Mb.
|
1 Выпрямители и инверторы, ведомые сетью1.1.Общие сведения о выпрямителях1.1.1.Структура и классификация выпрямителейСиловые преобразователи переменного напряжения в постоянное (называемые так же выпрямителями) обеспечивают передачу энергии источника переменного тока в цепь постоянного тока. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное обеспечивают пропорциональность параметров выходного постоянного напряжения параметрам переменного измеряемого напряжения, могут использовать для своей реализации совсем иные схемные решения, чем силовые преобразователи, и нами не рассматриваются.  Рис. 1.1 Обобщенная структура схемы выпрямления Трансформатор Тр преобразует входное напряжение U1 с фазностью m1 в выходное напряжение трансформатора U2 c фазностью m2 и электрически разделяет питающую сеть и сеть нагрузки. Схема выпрямления СВ осуществляет преобразование переменного напряжения U2 в постоянное напряжение Ud. Фильтр Ф обеспечивает фильтрацию постоянного напряжения и формирует напряжение нагрузки UН. Нагрузка выпрямителя Н, которая не входит в состав собственно выпрямителя, в большинстве случаев может рассматриваться как эквивалентное комплексное сопротивление ZН. Трансформатор Тр и фильтр Ф могут отсутствовать в схеме выпрямителя. Схемы выпрямления классифицируются по следующим признакам: возможности управления: управляемые - неуправляемые; наличию нулевого провода в напряжении U2: нулевые - мостовые; возможности реверса выходного напряжения: нереверсивные - реверсивные. Неуправляемые схемы выпрямления выполняются на неуправляемых вентилях (диодах), управляемые СВ выполняются частично или полностью на управляемых вентилях (тиристорах, симмисторах) или транзисторах. Транзисторы, из-за возможности возникновения всплеска напряжения при его запирании, в выпрямительных схемах практически не применяются. В управляемых СВ передача энергии возможна в обоих направлениях. Для передачи энергии из цепи постоянного в цепь переменного тока, в цепи постоянного тока должен присутствовать источник энергии и выполняться ряд дополнительных условий. Такой режим СВ называется инверторным, а схема - ведомым сетью инвертором. 1.1.2 Основные параметры выпрямителейm1 или m2 - фазность выпрямителя, определяемая как фазность напряжения, питающего трансформатор, или как фазность напряжения, питающего схему выпрямления (в литературе встречаются оба варианта). mСВ далее просто m - фазность схемы выпрямления, определяемая как номер низшей гармоники пульсаций в выходном напряжении схемы выпрямления. Различные схемы выпрямления с одинаковой фазностью имеют идентичные выходные напряжения, но характер токов и напряжений на элементах СВ может отличаться. U1, U2 - действующие значения входного и выходного фазного напряжения трансформатора. I1, I2 - действующие значения входного и выходного тока трансформатора. Ud, Id - средние значения напряжения и тока на выходе схемы выпрямления. UH, IH - средние значения напряжения и тока нагрузки. Если фильтр не создает дополнительных цепей, то ток нагрузки и выходной ток выпрямителя равны. Ud(m)m – амплитуда гармоники выходного напряжения выпрямителя с номером m, где m – фазность схемы выпрямления. IV.CP - среднее значение тока вентиля. UVm - максимальное обратное напряжение на вентиле. IФ.ЭФ или IФ - действующее значение фазного тока. IФ.СР – средневыпрямленное значение фазного тока. КФI = IФ.ЭФ/IФ.СР – коэффициент формы фазного тока. КфU =UЭФ/UСР – коэффициент формы напряжения.  - коэффициент выпрямления выпрямителя по току. - коэффициент выпрямления выпрямителя по напряжению.Кроме перечисленных выше, имеется ряд параметров и зависимостей, характеризующих работу выпрямителя. К ним относятся: Гармонический состав кривой выпрямленного напряжения. Часто учитывают только гармонику с наименьшим номером, и уровень пульсаций характеризуют коэффициентом пульсаций qd = Ud(m)m/Ud Гармонический состав кривой переменного тока, потребляемого СВ. Внешняя характеристика выпрямителя, которая представляет собой зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока:  .Регулировочная характеристика управляемого выпрямителя, которая определяет зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от угла управления выпрямителем  .Коэффициент мощности выпрямителя . Коэффициент полезного действия . |