DC vožtuvo keitikliai

Vožtuviniai nuolatinės srovės keitikliai naudojami nuolatinės srovės elektros variklių lauko ir armatūros apvijų maitinimui, kai reikalingas platus greičio reguliavimo diapazonas ir aukšta elektros pavaros pereinamųjų režimų kokybė.

Šiems vartotojams vožtuvų keitiklių maitinimo grandinės gali būti: nulinės arba tiltinės, vienfazės arba trifazės. Vienos ar kitos keitiklio grandinės pasirinkimas turėtų būti pagrįstas:

• užtikrinti leistiną sužadinimą ištaisytosios įtampos kreivėje,

• ribojant aukštesnių harmonikų skaičių ir dydį Kintamoji įtampa,

• didelis galios transformatoriaus naudojimas.

Gerai žinoma, kad pulsuojanti ištaisyto keitiklio įtampa sukuria pulsuojančią srovę variklyje, kuri sutrikdo normalų variklio komutavimą. Be to, įtampos bangavimas sukelia papildomų nuostolių variklyje, todėl reikia pervertinti jo galią.

Komutacijos pagerinimas ir elektros variklio nuostolių mažinimas gali būti pasiektas arba padidinus lygintuvo fazių skaičių, arba įvedant išlyginimo induktyvumą, arba tobulinant variklio konstrukciją.

Jei keitiklis skirtas maitinti mažo induktyvumo variklio armatūros grandinę, racionaliausios jo galios grandinės yra trifazės: dvigubas trifazis nulis su viršįtampio reaktoriumi, tiltelis (1 pav.).

Ryžiai. 1. Trifazių tiristorių keitiklių maitinimo grandinės: a — dvigubas trifazis nulis su išlyginamuoju reaktoriumi, b — tiltas

Lauko ritėms maitinti DC varikliaisu dideliu induktyvumu vožtuvų keitiklių maitinimo grandinės gali būti ir trifazės nulinės, ir tiltinės vienfazės arba trifazės (2 pav.).

Ryžiai. 2. Tiristorių lygintuvų, skirtų lauko apvijų maitinimui, schemos: a-trifazis nulis, b-vienfazis tiltelis, c-trifazis pusiau valdomas grindinys

Iš trifazių lygintuvų grandinių labiausiai paplitęs trifazis tiltelis (1 pav., b). Šios ištaisymo schemos pranašumai: didelis suderinto trifazio transformatoriaus naudojimas, mažiausia vožtuvų atvirkštinės įtampos vertė.

Didelės galios elektrinėse pavarose išlygintos įtampos pulsacijos sumažinimas pasiekiamas lygiagrečiai arba nuosekliai jungiant lygintuvo tiltelius. Šiuo atveju lygintuvų tilteliai maitinami arba vienu trijų apvijų transformatoriumi, arba dviem dviejų apvijų transformatoriais.

Pirmuoju atveju transformatoriaus pirminė apvija yra prijungta "žvaigždėje", o antrinė - "žvaigždėje", kita - "trikampyje".Antruoju atveju vienas iš transformatorių yra prijungtas pagal "žvaigždės-žvaigždės" schemą, o antrasis - pagal "delta-star" schemą.

Dėl to, kad transformatorių pirminės ar antrinės apvijos turi skirtingas prijungimo schemas, vieno tilto ištaisyta įtampa turės bangų formas, kurios yra nefazinės kampu su kito tilto ištaisytosios įtampos bangų formomis. Dėl to variklio armatūros suminė ištaisyta įtampa turės raibuliavimą, kurio dažnis 2 kartus didesnis už kiekvieno tilto bangų dažnį. Ištaisytų įtampų momentinių verčių lygtis lygiagrečiai su prijungtais tilteliais atlieka išlyginimo reaktorius. Kai lygintuvo tilteliai sujungiami nuosekliai, grandinė veikia panašiai.

Norint sumažinti valdomų vožtuvų skaičių, korekcijai naudojamos pusiau reguliuojamos arba vieno tiltelio grandinės. Šiuo atveju valdoma pusė tilto, pavyzdžiui, katodinė grupė, o anodo pusė – nevaldoma, t.y. surenkami ant diodų (žr. 2 pav., c).

Visos aukščiau nurodytos keitiklių maitinimo grandinės yra negrįžtamos, nes užtikrina srovės tekėjimą apkrovoje tik viena kryptimi. Perėjimas iš negrįžtamos į grįžtamąją grandinę gali būti atliktas naudojant kontaktinį reverserį arba įrengiant du lygintuvų komplektus. Tokie lygintuvai gaminami antilygiagrečiomis (3 pav.) arba kryžminėmis (4 pav.) schemomis.

Antilygiagrečioje grandinėje abu tilteliai U1 ir U2 (žr. 3 pav.) yra maitinami iš bendros transformatoriaus apvijos ir yra sujungti vienas kitam priešingai ir lygiagrečiai. Kryžminėje grandinėje kiekvienas tiltas maitinamas atskira ritė ir kryžminiu jungikliu, prijungtu prie apkrovos.

Ryžiai.3. Antilygiagretaus prijungimo keitiklių schema

Ryžiai. 4. Keitiklių kryžminio sujungimo schema

Dviejų komponentų reversinių keitiklių tiltinių vožtuvų valdymas gali būti atskiras arba jungtinis. Atskirame valdyme valdymo impulsai tiekiami tik to tilto vožtuvams, kurie šiuo metu veikia ir užtikrina norimą srovės kryptį apkrovos grandinėje. Tuo pačiu metu kito tilto vožtuvai yra užrakinti.

Jungtinio valdymo metu valdymo impulsai tiekiami į abiejų tiltų vožtuvus vienu metu, nepriklausomai nuo apkrovos srovės krypties. Todėl su šiuo valdymu vienas iš tiltelių dirba lygintuvu, o kitas paruošiamas inverterio režimui. Kita vertus, bendras valdymas gali būti nuoseklus ir nenuoseklus.

Koordinuotai valdant, valdymo impulsai tiekiami į abiejų tiltų vožtuvus, kad vidutinės koreguotos įtampos y pastarųjų vertės būtų vienodos. Esant nenuosekliam valdymui, būtina, kad tilto, veikiančio inverterio režimu (inverterių vožtuvų grupė), vidutinė ištaisyta įtampa viršytų tilto, veikiančio lygintuvu (lygintuvo vožtuvų grupė), įtampą.

Grįžtamųjų grandinių veikimui su jungtiniu valdymu būdinga išlyginamosios srovės buvimas uždaroje grandinėje, kurią sudaro grupiniai vožtuvai ir transformatoriaus apvijos, o tai atsiranda dėl visų grupės įtampų momentinių verčių nelygybės. Laikas. Pastarajam apriboti į grandines įvedami išlyginamieji droseliai L1 — L4 (žr. 3 pav.).

Jungtinio koordinuoto valdymo privalumai – paprastumas, pasirengimas perjungti iš vieno režimo į kitą, vienareikšmiškos statinės charakteristikos, pertrūkių srovės režimo nebuvimas net esant mažoms apkrovoms. Tačiau naudojant šį valdymą grandinėje teka didelės išlyginamosios srovės.

Grandinės su neprilygstamu valdymu turi mažesnius droselio dydžius nei su suderintu valdymu. Tačiau tokiu valdymu leidžiamų valdymo kampų diapazonas mažėja, todėl transformatorius neišnaudojamas ir galios koeficientas sumažėja.

Pirmiau minėti trūkumai atimami iš keitiklio grandinės su atskiru valdikliu. Šis valdymo būdas visiškai pašalina išlyginamąsias sroves, nes šiuo atveju valdymo impulsai tiekiami tik vožtuvų darbo grupei. Todėl nereikia išlyginti droselių ir apskritai transformatoriaus galios, nes lygintuvo grupę galima atidaryti nulinės reguliavimo kampo vertės.