Konverter katup DC

Konverter DC katup digunakan untuk memberi daya pada belitan medan dan angker motor listrik DC jika diperlukan berbagai pengaturan kecepatan dan kualitas tinggi dari mode transien penggerak listrik.

Untuk pengguna ini, rangkaian daya konverter katup dapat berupa: nol atau jembatan, fase tunggal atau tiga fase. Pilihan satu atau rangkaian konverter lainnya harus didasarkan pada:

• memberikan eksitasi yang diizinkan dalam kurva tegangan yang diperbaiki,

• membatasi jumlah dan besarnya harmonisa yang lebih tinggi Tegangan bolak-balik,

• penggunaan transformator daya yang tinggi.

Telah diketahui dengan baik bahwa tegangan konverter yang direktifikasi berdenyut menghasilkan arus berdenyut pada motor yang mengganggu pergantian normal motor. Selain itu, riak tegangan menyebabkan kerugian tambahan pada motor, yang menyebabkan kebutuhan untuk melebih-lebihkan tenaganya.

Peningkatan pergantian dan pengurangan kerugian pada motor listrik dapat dicapai dengan meningkatkan jumlah fase penyearah, atau dengan memperkenalkan induktansi penghalus, atau dengan memperbaiki desain motor.

Jika konverter dirancang untuk memasok sirkuit angker motor dengan induktansi rendah, sirkuit daya paling rasionalnya adalah tiga fase: nol tiga fase ganda dengan reaktor lonjakan, jembatan (Gbr. 1).

Beras. 1. Sirkuit suplai konverter thyristor tiga fase: a — nol tiga fase ganda dengan reaktor penyeimbang, b — jembatan

Untuk menyalakan kumparan medan motor DCdengan induktansi yang signifikan, rangkaian daya konverter katup dapat berupa tiga fase nol dan menjembatani fase tunggal atau tiga fase (Gbr. 2).

Beras. 2. Skema penyearah thyristor untuk menyalakan belitan medan: a-tiga fase nol, jembatan b-fase tunggal, perkerasan semi-terkontrol c-tiga fase

Dari rangkaian penyearah tiga fasa, yang paling luas adalah jembatan tiga fasa (Gbr. 1, b). Keuntungan dari skema perbaikan ini adalah: tingginya penggunaan transformator tiga fase yang cocok, nilai terkecil dari tegangan balik katup.

Untuk penggerak listrik berdaya tinggi, pengurangan riak tegangan yang diperbaiki dicapai dengan menghubungkan jembatan penyearah secara paralel atau seri. Dalam hal ini, jembatan penyearah ditenagai oleh satu transformator tiga belitan atau dua transformator dua belitan.

Dalam kasus pertama, belitan primer transformator dihubungkan "bintang", dan sekunder - di "bintang", yang lain - di "delta".Dalam kasus kedua, salah satu transformator dihubungkan menurut skema "bintang-bintang", dan yang kedua - menurut skema "bintang-delta".

Karena fakta bahwa belitan primer atau sekunder dari transformator memiliki skema koneksi yang berbeda, tegangan yang diperbaiki pada satu jembatan akan memiliki bentuk gelombang yang keluar dari fase pada sudut ke bentuk gelombang tegangan yang diperbaiki pada jembatan lainnya. Akibatnya, tegangan total yang diperbaiki dari jangkar motor akan memiliki riak yang frekuensinya 2 kali lebih tinggi dari frekuensi gelombang masing-masing jembatan Persamaan nilai sesaat dari tegangan yang diperbaiki secara paralel dengan jembatan yang terhubung dilakukan oleh reaktor penghalus. Ketika jembatan penyearah dihubungkan secara seri, rangkaian bekerja dengan cara yang sama.

Untuk mengurangi jumlah katup yang dapat dikontrol, sirkuit jembatan semi-teratur atau tunggal digunakan untuk koreksi. Dalam hal ini, setengah dari jembatan, misalnya, grup katoda, dikontrol, dan setengah anoda tidak dikontrol, mis. dirakit pada dioda (lihat Gambar 2, c).

Semua sirkuit daya konverter di atas tidak dapat diubah, karena memastikan aliran arus dalam beban hanya dalam satu arah. Transisi dari sirkuit ireversibel ke sirkuit reversibel dapat dilakukan dengan menggunakan pembalik kontak atau dengan memasang dua set penyearah. Penyearah semacam itu dibuat dalam skema anti-paralel (Gbr. 3) atau silang (Gbr. 4).

Dalam rangkaian anti-paralel, kedua jembatan U1 dan U2 (lihat Gambar 3) diumpankan dari belitan umum transformator dan dihubungkan berlawanan dan sejajar satu sama lain. Dalam rangkaian crossover, setiap jembatan ditenagai oleh koil terpisah dan crossover yang terhubung ke beban.

Beras.3. Skema konverter koneksi anti-paralel

Beras. 4. Diagram koneksi silang konverter

Kontrol katup jembatan dari konverter bolak-balik dua komponen dapat terpisah atau digabungkan. Dalam kontrol terpisah, pulsa kontrol dipasok ke katup hanya pada jembatan yang saat ini beroperasi dan memberikan arah arus yang diinginkan di sirkuit beban. Pada saat yang sama, katup di jembatan lain terkunci.

Dalam kontrol bersama, pulsa kontrol dipasok ke katup kedua jembatan secara bersamaan, terlepas dari arah arus beban. Oleh karena itu, dengan kontrol ini, salah satu jembatan bekerja di penyearah dan yang lainnya disiapkan untuk mode inverter. Tata kelola bersama, di sisi lain, dapat konsisten dan tidak konsisten.

Dalam kontrol terkoordinasi, pulsa kontrol disuplai ke katup kedua jembatan, sehingga nilai rata-rata tegangan terkoreksi y yang terakhir adalah sama. Dalam kasus kontrol yang tidak konsisten, tegangan rata-rata yang diperbaiki dari jembatan yang beroperasi dalam mode inverter (grup katup inverter) harus melebihi tegangan jembatan yang beroperasi dalam mode penyearah (grup katup penyearah).

Pengoperasian sirkuit reversibel dengan kontrol bersama ditandai dengan adanya arus penyeimbang dalam loop tertutup yang dibentuk oleh katup grup dan belitan transformator, yang muncul karena ketidaksetaraan nilai sesaat dari tegangan grup semua waktu. Untuk membatasi yang terakhir, penyeimbang choke L1 — L4 dimasukkan ke dalam sirkuit (lihat Gbr. 3).

Keuntungan dari kontrol terkoordinasi bersama adalah kesederhanaan, kesiapan untuk beralih dari satu mode ke mode lainnya, karakteristik statis yang jelas, tidak adanya mode arus terputus-putus bahkan pada beban rendah. Namun, dengan kontrol ini, arus penyeimbang yang besar mengalir di sirkuit.

Rantai dengan kontrol yang tak tertandingi memiliki ukuran cuk yang lebih kecil dibandingkan dengan kontrol yang cocok. Namun, dengan kontrol seperti itu, kisaran sudut kontrol yang diijinkan berkurang, yang mengarah pada penggunaan transformator yang kurang dan penurunan faktor daya.

Kerugian di atas tidak termasuk rangkaian konverter dengan kontrol terpisah. Metode kontrol ini sepenuhnya mengecualikan arus pemerataan, karena dalam hal ini suplai pulsa kontrol dilakukan hanya untuk kelompok kerja katup. Oleh karena itu, tidak perlu untuk menyamakan tersedak dan daya trafo secara umum, karena kelompok penyearah dapat dibuka dengan nilai sudut penyetelan nol.