(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [ 116 ] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

б, в). В управляемых выпрямителях ток £4 и его первая моника ti(i) отстают по фазе на угол ср = а относительно Hart жения питания ut (рис. 6.21, в). В однофазном выпрямитед нулевым выводом (а также в мостовом выпрямителе с неполм1 числом управляемых вентилей) импульсы тока в кривой ii разделе нулевой паузой длительностью а (рис 6.21, г). Формы кривых то для трехфазного мостового неуправляемого и управляемого выпря телей приведены на рис. 6.21, д, е. \

Отличие тока i4 от синусоиды свидетельствует о том, что выпря тель для питающей сети переменного тока является генератором которого спектра высших гармонических. Последнее отражает от нательное воздействие выпрямителя на сеть переменного тока.

Протекание высших гармонических тока по обмоткам генерй ров, питающих сеть, вызывает в них дополнительные потери мощ. сти и нагрев. Дополнительные потери создаются в передающей ли и промежуточных трансформаторах. Падение напряжения от выс гармонических на внутренних сопротивлениях питающей сети, в ч ности на ее индуктивностях, вызывает искажение формы кривой i ряжения питания, что оказывает вредное влияние на работу др потребителей. Искажения формы кривой напряжения особенно о тимы, когда выпрямительная установка питается от сети, мощн которой соизмерима с мощностью, потребляемой выпрямителем:

Разложение в ряд Фурье кривой первичного тока однофазных прямителей (рис. 6.21, б, в) дает

= (sinb - sin 3& -f - sin 5& Н----+ - sm(v )). (6

ш \ 3 5 v /

В соответствии с выражением (6.51) в токе it помимо основной i сутствуют также 3-я, 5-я, 7-я гармоники и т. д. Амплитуды гарм ческих обратно пропорциональны номеру гармоники:

/ 4/rf 1

Ш ч

Амплитуда высшей гармонической по отношению к амплитуде. вой гармоники составляет

IUm = I\чт Hi (1) т - l/v- (

Процентный состав гармонических в кривой тока it по отноше к амплитуде основной гармоники, принимаемой за 100%, след щий: 3-я гармоника - 33%, 5-я гармоника - 20%, 7-я гармоника 14,3%, 9-я гармоника - 11,1%, 11-я гармоника - 9,1%, и т. Д-

Кривая it (рис. 6.21, г) определяется рядом Фурье вида

= (cos -sin& +J cos3-sin3 -h v я/г \ 2 3 2

-+- - cos 5 - sin 5& 4-5 2

где в данном случае 9 = а.




г

В кривой первичного тока содержатся аналогичные гармониче-сКие- Их амплитуда зависит от угла управления а:

/lvm = --cosv - , (6.55)

T.tVJ 2

1*Ът - - cos v - . (6.56)

Процентный состав высших гармонических при а = 0 такой же, как и для кривых рис- 6.21, б, в, но при регулировании (а = var) 0н изменяется из-за наличия тригонометрической функции [косинуса в формуле (6.56)].

Гармонический состав в кривой первичного тока трехфазного мостового выпрямителя (рис. 6.21, д, е) находят из ряда (6.54) подстановкой 0 = я/3:

г т = 23 а (sin &--- sin 5& - - sin 7&+

1 т.п \ 5 7

4- -sin 11 + -Л. (6.57)

В соответствии с выражением (6.57) в кривой тока it отсутствуют 3-я гармоника и гармоники, кратные ей, что выгодно отличает трехфазный мостовой выпрямитель от однофазных. Благодаря отсутствию 3-й гармоники, в частности, существенно упрощается задача фильтрации гармонических в кривой тока сети. Состав гармонических здесь тот же, что и в однофазных схемах (5-я гармоника - 20%, 7-я гармоника - 14,3%, 11-я гармоника - 9,1%, и т. д.), и подчиняется зависимости (6.53), являющейся универсальной для выпрямителей.

Анализ кривых тока it и напряжения ий проведен без учета влияния на них процессов коммутации вентилей выпрямителя. Известное воздействие коммутационных процессов на форму этих кривых приводит к некоторому отличию значений амплитуд гармонических по сравнению с приведенными. Однако в номинальных режимах работы выпрямителей поправка относительно невелика и при расчетах ее можно не учитывать.

Для исключения влияния высших гармонических на питающую сеть применяют так называемые сетевые фильтры. Сетевой фильтр обычно представляет собой цепь из последовательно соединенных конденсатора и индуктивной катушки, настроенной в резонанс на частоту соответствующей гармонической тока и подключенной параллельно шинам питающей сети вблизи выпрямительной установки. На частоте гармонической тока такая цепь обладает малым сопротивлением и оказывает для гармонической шунтирующее действие, не пропуская ее в питающую сеть.

На частоте питающей сети, более низкой, чем резонансная часто-> сопротивление цепи из последовательно включенных конденсато-

и индуктивной катушки имеет емкостный характер, что сказывает-vpTTaK>Ke На увеличении коэффициента мощности выпрямительной тановки.



§ 6.7. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ И К.П.Д. ВЫПРЯМИТЕЛ1

При работе устройства от сети переменного тока важно знать! рактер потребляемой им мощности. Наиболее бл а го п р и я тн м м] рМ мом является потребление только активной мощности. Это озйач§ что при синусоидальном напряжении сети потребляемый ток ix та синусоидален и не имеет фазового сдвига относительно питаюц напряжения. Однако такой режим не характерен для выпрямите средней и большой мощности: потребляемый ими ток, как было-казано, несинусоидален, а его первая гармоника сдвинута относите но синусоиды переменного напряжения сети. Наличие фазового с| га свидетельствует о том, что выпрямитель потребляет от сети! мимо активной мощности, равной UdId, также реактивную мощносп, Потребление реактивной мощности и наличие в кривой тока высщ гармонических приводят к увеличению действующего значения тя сети и росту потерь при передаче энергии к выпрямительной установи

Указанное явление характеризуется коэффициенту мощности выпрямителя

К = PJSU (6f

где Pi - активная мощность, потребляемая выпрямителем:

Pj = су(п cos ф ;

Sj-полная мощность, потребляемая от сети переменного токаВД равная произведению действующих значений напряжения (/( и ini; /ь т. е. Si = Utlt.

С учетом гармонических тока 1г = ]/~/i(n -\-1цз) +

Si = ut + /цз, + + /;

+ /1

Без учета потерь энергии в выпрямителе активная мощность на мощности, отдаваемой в нагрузку, т. е. Pi = UdId. Подстановка выражений (6.59), (6.60) в (6.58) дает

/, (1) cos?

1(1)

1(3)

+ l(v)

k COS ф,

где k - коэффициент искажения формы к^ вой потребляемого тока; соэф - коэффицие| сдвига первой гармоники тока.

Как известно из § 6.2-6.5, угол сдвига ф первой гармоники требляемого тока относительно напряжения питания зависит от V} управления а и угла коммутации у и при LB ->оо

Иными словами, для всех схем выпрямителей (кроме выпрямит! с нулевым диодом и мостовых несимметричных выпрямителей) ке фициент сдвига



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [ 116 ] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.