Mga converter ng Thyristor DC / DC

Ang Thyristor DC / DC converter (DC) ay isang aparato para sa pag-convert ng alternating current sa direktang kasalukuyang na may regulasyon ayon sa isang ibinigay na batas ng mga parameter ng output (kasalukuyan at boltahe). Ang mga thyristor converter ay idinisenyo upang paganahin ang mga armature circuit ng mga motor at ang kanilang mga paikot-ikot na field.

Ang mga thyristor converter ay binubuo ng mga sumusunod na pangunahing yunit:

• isang transpormer o kasalukuyang-limitadong reaktor sa gilid ng AC,

• mga bloke ng rectifier,

• nagpapakinis na mga reaktor,

• mga elemento ng kontrol, proteksyon at sistema ng pagbibigay ng senyas.

Ang transpormer ay tumutugma sa input at output na boltahe ng converter at (tulad ng kasalukuyang-limiting reactor) nililimitahan ang short-circuit na kasalukuyang sa mga input circuit. Ang mga smoothing reactor ay idinisenyo upang pakinisin ang mga ripples ng rectified boltahe at kasalukuyang. Ang mga reactor ay hindi ibinibigay kung ang load inductance ay sapat upang limitahan ang ripple sa loob ng ilang mga limitasyon.

Ang paggamit ng mga thyristor DC-DC converter ay nagbibigay-daan upang mapagtanto ang halos parehong mga katangian ng electric drive tulad ng kapag gumagamit ng mga rotary converter sa mga sistema ng generator-motor (D - D), iyon ay, upang ayusin ang bilis at metalikang kuwintas ng makina sa isang malawak na hanay, upang makakuha ng mga espesyal na mekanikal na katangian at ang nais na katangian ng mga lumilipas kapag nagsisimula, huminto, bumabaligtad, atbp.

Gayunpaman, kumpara sa mga rotary static converter, mayroon silang ilang kilalang mga pakinabang, kaya naman mas gusto ang mga static converter sa mga bagong pagpapaunlad ng crane electric drive. Ang mga converter ng Thyristor DC-DC ay ang pinaka-promising para sa paggamit sa mga electric drive ng mga mekanismo ng crane na may lakas na higit sa 50-100 kW at mga mekanismo kung saan kinakailangan upang makakuha ng mga espesyal na katangian ng drive sa static at dynamic na mga mode.

Mga scheme ng pagwawasto, mga prinsipyo ng pagtatayo ng mga circuit ng kuryente ng mga converter

Ang mga thyristor converter ay ginawa gamit ang single-phase at multi-phase corrective circuits… Mayroong ilang mga ratio ng disenyo para sa mga pangunahing scheme ng pagwawasto. Ang isa sa mga scheme na ito ay ipinapakita sa fig. 1, a. Regulasyon ng boltahe Va at kasalukuyang Ia na ginawa sa pamamagitan ng pagbabago ng anggulo ng kontrol α... Sa fig. 1, b-e, halimbawa, ang likas na katangian ng pagbabago ng mga alon at boltahe sa isang three-phase zero-rectification circuit na may aktibong-inductive load ay ipinapakita

kanin. 1. Three-phase neutral circuit (a) at mga diagram ng kasalukuyang at boltahe na pagbabago sa rectifier (b, c) at inverter (d, e) na mga mode.

Ang anggulo na ipinapakita sa mga diagram γ (switching angle) ay nagpapakilala sa yugto ng panahon kung saan ang kasalukuyang dumadaloy nang sabay-sabay sa dalawang thyristor. Ang pag-asa ng average na halaga ng naayos na boltahe Вa sa anggulo ng pagsasaayos α ay tinatawag na katangian ng kontrol.

Para sa mga neutral na circuit, ang average na rectified boltahe ay ibinibigay ng expression

kung saan m - ang bilang ng mga phase ng pangalawang paikot-ikot ng transpormer; Ang U2f ay ang halaga ng rms ng phase boltahe ng pangalawang paikot-ikot ng transpormer.

Para sa mga circuit ng tulay Udo 2 beses na mas mataas, dahil ang mga circuit na ito ay katumbas ng serye na koneksyon ng dalawang zero circuit.

Ang mga single-phase correction circuit ay ginagamit, bilang isang panuntunan, sa mga circuit na may medyo malalaking inductive resistances. Ito ay mga circuit ng mga independiyenteng paggulong ng paggulo ng mga motor, pati na rin ang mga armature circuit ng mga low-power na motors (hanggang sa 10-15 kW). Ang mga polyphase circuit ay pangunahing ginagamit para sa paghahagis ng mga armature circuit ng mga motor na may lakas na higit sa 15–20 kW at mas madalas para sa pagpapagana ng mga paikot-ikot na field. Kung ikukumpara sa single-phase, ang polyphase rectifier circuits ay may ilang mga pakinabang. Ang mga pangunahing ay: mas mababang pulsation ng rectified boltahe at kasalukuyang, mas mahusay na paggamit ng transpormer at thyristors, simetriko paglo-load ng mga phase ng supply network.

Sa thyristor DC-DC converter na inilaan para sa mga crane drive na may lakas na higit sa 20 kW, ang paggamit ng three-phase bridge circuit… Ito ay dahil sa mahusay na paggamit ng transpormer at thyristors, ang mababang ripple level ng rectified boltahe at kasalukuyang, at ang pagiging simple ng transpormer circuit at disenyo.Ang isang kilalang bentahe ng isang three-phase bridge circuit ay maaari itong gawin hindi sa isang koneksyon ng transpormer, ngunit sa isang kasalukuyang-limitadong reaktor, ang mga sukat na kung saan ay makabuluhang mas maliit kaysa sa mga sukat ng transpormer.

Sa isang three-phase neutral circuit, ang mga kondisyon para sa paggamit ng transpormer na may karaniwang ginagamit na mga grupo ng koneksyon D / D at Δ / Y ay mas malala dahil sa pagkakaroon ng isang pare-parehong bahagi ng pagkilos ng bagay. Ito ay humahantong sa isang pagtaas sa cross-section ng magnetic circuit at, nang naaayon, ang kapangyarihan ng disenyo ng transpormer. Upang maalis ang patuloy na bahagi ng pagkilos ng bagay, ginagamit ang isang zigzag na koneksyon ng pangalawang windings ng transpormer, na medyo pinatataas din ang kapangyarihan ng disenyo. Ang tumaas na antas, ripple ng rectified boltahe, kasama ang disbentaha na nabanggit sa itaas, ay naglilimita sa paggamit ng isang three-phase neutral circuit.

Ang isang six-phase reactor circuit ay inirerekomenda kapag ginamit para sa mababang boltahe at mataas na kasalukuyang dahil sa circuit na ito ang load current ay dumadaloy nang magkatulad kaysa sa serye sa pamamagitan ng dalawang diode tulad ng sa isang three-phase bridge circuit. Ang kawalan ng circuit na ito ay ang pagkakaroon ng isang smoothing reactor na may karaniwang kapangyarihan na humigit-kumulang 70% ng naitama na na-rate na kapangyarihan. Bilang karagdagan, ang isang medyo kumplikadong disenyo ng transpormer ay ginagamit sa anim na yugto ng mga circuit.

Ang mga rectifier circuit batay sa mga thyristor ay nagbibigay ng operasyon sa dalawang mode - rectifier at inverter. Kapag nagpapatakbo sa inverter mode, ang enerhiya mula sa load circuit ay inililipat sa supply network, iyon ay, sa kabaligtaran na direksyon kumpara sa rectifier mode, samakatuwid, kapag inverting, ang kasalukuyang at e. atbp. c. ang windings ng transpormer ay nakadirekta sa tapat, at kapag itinuwid - alinsunod.Ang kasalukuyang source sa inverting mode ay e. atbp. c. load (DC machine, inductance) na dapat lumampas sa boltahe ng inverter.

Ang paglipat ng thyristor converter mula sa rectifier mode sa inverter mode ay nakakamit sa pamamagitan ng pagbabago ng polarity ng e. atbp. c. pagtaas ng load at ang anggulong α sa itaas ng π / 2 na may inductive load.

kanin. 2. Anti-parallel circuit para sa paglipat sa mga grupo ng mga balbula. UR1 — UR4 — leveling reactors; RT - kasalukuyang naglilimita sa reaktor; CP - pampakinis na reaktor.

kanin. 3. Scheme ng hindi maibabalik na TP para sa mga circuit ng mga windings ng paggulo ng mga motor. Upang matiyak ang inversion mode, kinakailangan na ang susunod na pagsasara ng thyristor ay may oras upang maibalik ang mga katangian ng pagharang nito habang mayroong negatibong boltahe dito, iyon ay, sa anggulo φ (Larawan 1, c).

Kung hindi ito mangyayari, kung gayon ang pagsasara ng thyristor ay maaaring magbukas muli habang ang isang pasulong na boltahe ay inilalapat dito. Ito ay magiging sanhi ng pagbaligtad ng inverter, kung saan magkakaroon ng emergency current, gaya ng hal. atbp. c. Magtutugma ang mga DC machine at transpormer sa direksyon. Upang maiwasan ang isang rollover, kinakailangan ang kondisyon

kung saan δ - ang anggulo ng pagpapanumbalik ng mga katangian ng pag-lock ng thyristor; β = π — α Ito ang lead angle ng inverter.

Ang mga power circuit ng mga thyristor converter, na nilayon para sa pagpapagana ng mga armature circuit ng mga motor, ay ginawa sa parehong hindi maibabalik (isang rectifier group ng thyristors) at reversible (dalawang rectifier group) na mga bersyon. Ang mga hindi maibabalik na bersyon ng mga thyristor converter, na nagbibigay ng unidirectional conduction, ay nagbibigay-daan sa pagpapatakbo sa mga mode ng motor at generator sa isang direksyon lamang ng motor torque.

Upang baguhin ang direksyon ng sandali, kinakailangan na baguhin ang direksyon ng armature current sa direksyon ng field flux constant, o baguhin ang direksyon ng field flux habang pinapanatili ang direksyon ng armature current.

Ang mga inverting thyristor converter ay may ilang uri ng power circuit diagram. Ang pinakakaraniwan ay ang scheme na may anti-parallel na koneksyon ng dalawang grupo ng mga balbula sa isang pangalawang paikot-ikot ng transpormer (Larawan 2). Ang ganitong pamamaraan ay maaaring ipatupad nang walang hiwalay na transpormer sa pamamagitan ng pagpapakain sa mga grupo ng thyristor mula sa isang karaniwang alternating network sa pamamagitan ng anode current limiters ng RT reactors. Ang paglipat sa bersyon ng reactor ay makabuluhang binabawasan ang laki ng thyristor converter at binabawasan ang gastos nito.

Ang mga converter ng thyristor para sa mga paikot-ikot na circuit ng mga patlang ng motor ay pangunahing ginawa sa hindi maibabalik na konstruksyon. Sa fig. Ipinapakita ng 3a ang isa sa mga rectifier switching circuit na ginamit. Pinapayagan ka ng circuit na pag-iba-ibahin ang kasalukuyang paggulo ng motor sa isang malawak na hanay. Ang pinakamababang halaga ng kasalukuyang nangyayari kapag ang thyristor T1 at T2 ay sarado, at ang maximum kapag bukas ang mga ito. Sa fig. 3, b, d ay nagpapakita ng likas na katangian ng pagbabago sa rectified boltahe para sa dalawang estado ng thyristors, at sa Fig. 3, para sa kondisyon kung kailan

Mga pamamaraan ng kontrol para sa pag-invert ng mga converter ng thyristor

Sa mga inverting thyristor converter, mayroong dalawang pangunahing paraan ng pagkontrol sa mga grupo ng balbula — magkasanib at magkahiwalay. Ang co-management, sa kabilang banda, ay ginagawa nang pare-pareho at hindi pare-pareho.

Sa coordinated control, shooting pulses thyristors ay inilapat sa dalawang grupo ng mga balbula sa paraang ang mga average na halaga ng naitama na boltahe para sa dalawang grupo ay katumbas ng bawat isa. Ito ay ibinigay sa kondisyon

kung saan av at ai — ang mga anggulo ng pagsasaayos ng mga pangkat ng mga rectifier at inverters. Sa kaso ng hindi pantay na kontrol, ang average na boltahe ng pangkat ng inverter ay lumampas sa boltahe ng pangkat ng rectifier. Ito ay nakakamit sa ilalim ng kondisyon na

Ang agarang halaga ng mga boltahe ng grupo na may magkasanib na kontrol ay hindi pantay sa bawat isa sa lahat ng oras, bilang isang resulta kung saan sa isang saradong loop (o mga circuit) na nabuo ng mga grupo ng thyristor at mga windings ng transpormer, isang equalizing na kasalukuyang dumadaloy upang limitahan kung aling mga equalization reactor. Ang UR1-UR4 ay kasama sa thyristor converter (tingnan ang Fig. 1).

Ang mga reactor ay konektado sa equalizing current loop, isa o dalawa sa bawat grupo, at ang kanilang inductance ay pinili upang ang equalizing current ay hindi lalampas sa 10% ng rated load current. Kapag ang kasalukuyang paglilimita ng mga reactor ay nakabukas, dalawa sa bawat grupo, sila ay nabubusog kapag ang load current ay dumadaloy. Halimbawa, sa panahon ng pagpapatakbo ng grupo B, ang mga reactor na UR1 at UR2 ay puspos, habang ang mga reactor na URZ at UR4 ay nananatiling hindi puspos at nililimitahan ang equalizing current. Kung naka-on ang mga reactor, isa sa bawat grupo (UR1 at URZ), hindi sila saturated kapag dumadaloy ang payload.

Ang mga converter na may hindi pare-parehong kontrol ay may mas maliit na sukat ng reactor kaysa sa may coordinated na kontrol.Gayunpaman, sa hindi pantay na kontrol, bumababa ang hanay ng mga pinahihintulutang anggulo ng kontrol, na humahantong sa isang mas masamang paggamit ng transpormer at pagbaba sa power factor ng pag-install. Kasabay nito, ang linearity ng kontrol at mga katangian ng bilis ng electric nalabag ang pagmamaneho. Ang hiwalay na kontrol ng mga grupo ng mga balbula ay ginagamit upang ganap na maalis ang equalizing na mga alon.

Ang hiwalay na kontrol ay binubuo sa katotohanan na ang mga control pulse ay inilalapat lamang sa pangkat na dapat na gumagana sa sandaling ito. Ang mga control pulse ay hindi ibinibigay sa mga balbula ng idle group. Upang baguhin ang operating mode ng thyristor converter, isang espesyal na switching device ang ginagamit, na, kapag ang kasalukuyang ng thyristor converter ay zero, inalis muna ang mga control pulse mula sa nakaraang working group, at pagkatapos, pagkatapos ng isang maikling pag-pause (5- 10 ms), nagpapadala ng mga control pulse sa kabilang grupo.

Sa hiwalay na kontrol, hindi na kailangang isama ang equalizing reactors sa circuit ng hiwalay na mga grupo ng mga balbula, ang transpormer ay maaaring ganap na magamit, ang posibilidad ng inverter overturning dahil sa isang pagbawas sa oras ng pagpapatakbo ng thyristor converter sa inverter mode ay nabawasan, ang mga pagkalugi ng enerhiya ay nabawasan at naaayon ang kahusayan ng electric drive ay tumataas dahil sa kawalan ng equalizing currents. Ang hiwalay na kontrol, gayunpaman, ay naglalagay ng mataas na pangangailangan sa pagiging maaasahan ng mga aparato para sa pagharang ng mga pulso ng kontrol.

Ang malfunction sa pagpapatakbo ng mga blocking device at ang hitsura ng control pulses sa isang hindi gumaganang thyristor group ay humantong sa isang panloob na maikling circuit sa thyristor converter, dahil ang equalizing current sa pagitan ng mga grupo sa kasong ito ay limitado lamang sa reactance ng transpormer. windings at umabot sa isang hindi katanggap-tanggap na malaking halaga.