Материал: s_electro

ланы для правого моста. На третьей диаграмме построена кривая результирующего выпрямленного напряжения как сумма выпрямленных напряжений ud′ и ud′′ отдельных мостов. Видно, что период пульсаций

выпрямленного напряжения ud равен 30°, т. е. пульсации стали две-

надцатикратными по отношению к частоте сетевого напряжения. На четвертой диаграмме построена кривая результирующего тока питающей сети как алгебраическая сумма первичных токов i1′A , i1C′ , обра-

зующих линейный ток левого трансформатора, и тока i1′′A правого

трансформатора. При этом учтено, что коэффициент трансформации левого трансформатора K т′ больше коэффициента трансформации

Результирующая кривая тока на входе эквивалентного двенадцатифазного преобразователя содержит двенадцать ступеней за период, что в соответствии с законом Чернышева (3.5.3) подтверждает двенадцатифазность выпрямления.

153

Таким образом, объединяя несколько схем выпрямления трехфазного тока с оптимальной длительностью токов во вторичных обмотках трансформаторов λ=2π/3 и комбинируя схемы включения первичных и вторичных обмоток трансформаторов для получения эквивалентной многофазной системы выпрямляемых напряжений, можно получить эквивалентные 24-, 48- и даже 96-фазные (такая схема имеется на 140 кА для электролиза) выпрямители.

3.9*. ВЛИЯНИЕ КОММУТАЦИИ НА ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ ТОКОВ ТРАНСФОРМАТОРА И ЕГО ТИПОВУЮ МОЩНОСТЬ

Наличие индуктивности рассеивания обмоток трансформатора приводит, как было показано в разделе 3.1, к устранению скачков тока в обмотках трансформатора и появлению коммутационных участков с плавным изменением тока на них. Кривая тока как бы фильтруется по высшим гармоникам, что приводит к улучшению ее гармонического состава (см. раздел 3.6). Это вызовет и изменение действующих значений токов в обмотках, а значит, и полных мощностей обмоток, определение которых и является целью данного раздела.

Рис. 3.9.1

Для получения в простой форме корректирующих поправок от коммутации в формулах для расчета действующих значений токов трансформатора заменим нелинейный характер изменения тока на интервале коммутации γ по (3.1.4) на линейную зависимость. Кривые первичных (и вторичных при Кт = 1) токов рассмотренных базовых схем двухполупериодного выпрямления однофазного тока и трехфазного тока показаны на рис. 3.9.1, а, б соответственно.

Для этих форм тока нетрудно показать, что их действующие значения с учетом коммутации I1γ будут

для двухпульсных схем и

155

для шестипульсных схем выпрямления.

Тогда типовая мощность трансформатора с учетом коммутации равна для двухполупериодного выпрямителя однофазного тока

Последнее равенство представляет обобщение для двухполупериодных схем выпрямления, где вид функции ψ(γ), определяющей значение корректирующего множителя при S1, зависит от числа фаз выпрямителя.

Таким образом, коммутация, улучшая форму токов в обмотках трансформатора, уменьшает типовую мощность трансформатора. Этот вывод справедлив и для однополупериодных схем выпрямления. Очевидно, коммутация изменит и входной коэффициент мощности выпрямителя, что анализируется в следующем разделе.

Линейная аппроксимация входного тока выпрямителя на интервалах коммутации позволяет упростить и вычисление дифференциального коэффициента гармоник этого тока, который, как будет показано в разделе 3.13, определяет степень обратного влияния выпрямителя на искажение напряжения питающей сети. В соответствии с (1.5.25) дифференциальный коэффициент гармоник тока можно вычислить через

действующее значение первой производной тока I(

156

Значение I( легко находится для кривых тока, изображенных на рис. 3.9.1. Так, для тока рис.3. 9.1, б имеем

Действующее значение первой гармоники тока, изображенного на рис. 3.9.1, б, точно находим по [42], а приближенно, пренебрегая влиянием γ

Этот показатель, как будет показано в разделе 3.13, интегрально определяет степень обратного влияния преобразователя на питающую сеть.

3.10. КПД И КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ В РЕЖИМЕ ВЫПРЯМЛЕНИЯ

И ЗАВИСИМОГО ИНВЕРТИРОВАНИЯ

Целью данного раздела является изучение зависимости двух основных энергетических показателей вентильного преобразователя от параметров его схемы и режима.

3.10.1. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

Коэффициент полезного действия (КПД) определяется отношением активной мощности на выходе преобразователя к активной мощности на входе. Применительно к выпрямительному режиму работы вентильного преобразователя это означает