СИЛОВАЯ ЗАРЯДНАЯ ЧАСТЬ КОНДЕНСАТОРНЫХ МАШИН. Классификация зарядных цепей, содержащих неуправляемые выпрямители и активные токоограничительные элементы

В настоящее время получили широкое распространение схемы заряда конденсаторов через активные, индуктивные - и емкостные ограничители тока при различных схемах вы­прямления сетевого напряжения. Зарядные цепи такого типа просты и удобны в эксплуатации. Практически для всех схем проведены исследования и анализ переходных процессов. Необходимо отметить большой вклад в разра­ботку теории зарядных цепей И. В. Пентегова — сотруд­ника ИЭС имени Е. О. Патона.

В данном разделе рассмотрим лишь зарядные цепи, со­держащие активный токоограничительный элемент. Эти цепи уступают зарядным цепям с реактивными токоогра­ничительными элементами по КПД из-за больших потерь энергии в резисторах. Однако отсутствие переходных про­цессов в схеме при первоначальном включении и, как следствие, отсутствие перенапряжений, простота и надеж­ность, меньшая стоимость резисторов по сравнению со стоимостью дросселей и конденсаторов являются причи­ной того, что зарядные цепи с активными токоограничи­тельными элементами получили наиболее широкое приме­нение в практике.

Схемы зарядных цепей различаются по числу фаз вы­прямителя: однофазные, трехфазные, многофазные; по ха­рактеру соединения вентильных групп: однотактные (с

нейтральным проводом), двухтактные (мостовые); по ме­сту включения активных токоограничительных элементов: с резисторами, включенными в каждой фазе выпрямитель­ного устройства (с предвключенными R), с резистором, включенным последовательно с батареей конденсаторов на стороне выпрямленного напряжения (с послевключен - ным R). В соответствии с этой классификацией на рис. 2.1 изображены различные схемы зарядных цепей с резисто­рами.

Схема 1 — наиболее простая, однако встречается ред­ко, так как с ее помощью трудно осуществить быстрый заряд батареи конденсаторов большой емкости и заряд­ный трансформатор (если таковой имеется) работает в режиме вынужденного подмагничнвания. Это единствен­ная схема, для которой безразлично, где включен рези­стор. В схемах 2 и 3 процессы заряда одинаковы и анало­гичны процессам в схеме 1 с той лишь разницей, что ча­стота следования импульсов зарядного тока в них в два раза больше. Характер включения не влияет на процессы заряда, и в этом смысле схемы 2 и 3 идентичны. Увеличе­ние массы меди вторичной обмотки зарядного трансфор­матора в этих схемах компенсируется малым числом вен­тилей. Схемы 2 и 3 можно рекомендовать для КМ малой и средней мощности. Наиболее распространены в КМ схемы 4 и 5. В этих схемах увеличение числа вентилей

компенсируется лучшим использованием зарядного транс­форматора. Процессы заряда в схемах идентичны, однако условия работы вентильного моста отличаются. Предвклю - чение резистора в схеме 5 защищает вентили от пиков коммутационных перенапряжений. С другой стороны, ес­ли разряд конденсаторов в этой схеме осуществляется без отключения выпрямительного моста, то в случае колеба­тельного процесса разряда при перезаряде конденсаторов

2.1. Схемы зарядных устройств с активными токоогранн - 15,|С чительиыми элементами

вентили могут выйти из строя из-за перегрузки по току. Этот недостаток отсутствует в схеме 4. Схемы можно ре­комендовать для использования в КМ малой и средней мощности.

Следующий класс составляют трехфазные схемы. Для устранения вынужденного намагничивания в схемах 6 и 7 целесообразно соединять вторичную обмотку зарядного трансформатора зигзагом. Обе схемы могут находить применение в КМ средней мощности, однако их нельзя признать наилучшими, поскольку расчетная мощность за­рядного трансформатора в этих схемах значительно пре­вышает расчетную мощность зарядного трансформатора для схем 4 и 5 при одних и тех же условиях заряда. Схе­мы 8 и 9 — трехфазные двухтактные, известные под назва­нием схем Ларионова. Трансформатор в этих схемах маг­нитоуравновешен, поэтому соединение обмоток может быть любым. Эти схемы целесообразно применять в КМ большой мощности. Что касается защиты вентилей от ком­мутационных перенапряжений и от перегрузок по току, то для схем 8 и 9 справедливо все сказанное ранее для схем -4 и 5. Схемы 6, 7, 8 и 9 обеспечивают равномерную загруз­ку всех трех фаз питающей сети. Во всех схемах с вклю­чением резистора на стороне переменного тока резистор может быть включен также на первичной стороне зарядно­го трансформатора. Эти схемы легко сводятся к схемам, изображенным на рис. 2.1, путем пересчета величины R че­рез квадрат коэффициента трансформации и поэтому от­дельно не рассматриваются.

Необходимо отметить, что во многих случаях вместо неуправляемых вентилей—диодов в выпрямительных уст­ройствах используются управляемые вентили—тиристоры. Их применение позволяет легко прекращать процесс заря­да на время разряда конденсаторов при сварке, а также стабилизировать напряжение на конденсаторах с высо­кой точностью. Процессы же заряда при фазовом регули­ровании с ограничением угла проводимости тиристоров отличаются от процессов заряда в аналогичных схемах с неуправляемыми вентилями и имеют худшие энергетические параметры. При этом энергетические параметры тем хуже, чем меньше угол проводимости тиристоров. Исходя из этого, целесообразно для управляемых выпрямительных уст­ройств применять такие способы управления тиристорами, при которых во время заряда угол проводимости тиристо­ров максимальный для конкретной схемы. В этих случаях тиристор эквивалентен диоду и процессы заряда протека - пот так же, как и в схемах с неуправляемыми вентилями.

Оставить комментарий