Сложные нулевые схемы выпрямления

Любая сложная схема выпрямления – есть результат параллельного или последовательного соединения простых схем.

Сложная шестипульсовая нулевая схема выпрямления параллельного типа (схема Кюблера)

 

Из всех вентилей в данный момент времени открыт тот, который имеет положительный и максимальный потенциал на аноде. В рассматриваемой схеме должно быть открыто два вентиля, а это возможно достичь, если выровнять потенциалы на их анодах и оставить их большими по сравнению с потенциалами на анодах других вентилей. Эту задачу выполняет уравнительный реактор, принцип работы которого заключается в следующем.

Предположим, что открыт вентиль VD1. в сердечнике УР создается магнитный поток Ф1 и за счет энергии, затраченной на создание этого потока, напряжение нечетной звезды (фазы а₁) уменьшается на величину U_ур. Магнитный поток Ф1 пересекая витки вторичной обмотки реактора наводит в ней ЭДС, равную U_ур, которая увеличивает напряжение четной фазы четной звезды (фазы с₂). Это приводит к выравниванию потенциалов фаз а₁ и с₂. через вентиль VD2 начнет проходить ток, а обусловленный им магнитный поток Ф2 направлен встречно магнитному потоку Ф1 и их разность обеспечивает выравнивание токов через параллельно включенные вентили VD1 и VD2. Таким образом, ток нагрузки протекает одновременно по двум обмоткам двух фаз разных звезд, а продолжительность работы каждого из вентилей λ составляет 2π/3 (при отсутствии УР λ= π/3).

Выпрямленное напряжение между точками К и О составляет:

Выпрямленное напряжение равно полусумме мгновенных значений четной и нечетной звезд.

 

Условия работы вентилей:

В данной схеме процесс коммутации осуществляется внутри секции, представляющей собой трехпульсовый выпрямитель.

С учетом того, что секция коммутирует лишь половину тока нагрузки, то

                                                                                                        

Малый наклон характеристики – достоинство схемы, однако при токах нагрузки, близких к нулю I_d<I_dкр, вследствие того, что УР не намагничен, схема переходит в режим простой нулевой, для не кривая U_d огибает вторичные фазные напряжения и U_d0=1.35U₂, что обусловливает появление пика холостого хода во внешней характеристике. Это в свою очередь отрицательно сказывается на работе изоляции РУ3,3кВ тяговой сети и ЭПС. Одновременно с этим увеличивается на 15% и напряжение на вентильном плече. Так как U_вmax становится равным , применялись устройства для подавления пика холостого хода – балластное сопротивление, утроитель частоты. В настоящее время 54% выпрямителей имеют сложную шестипульсовую схему выпрямления. Особенность схемы – получение шестипульсового напряжения при удовлетворительном использовании трансформатора.

Сложная шестипульсовая схема выпрямления последовательного типа (схема Вологдина)

Мощности трансформатора S₁ и S₂ равны мощностям трансформатора схем параллельного типа, что свидетельствует о прежнем использовании активных материалов трансформатора. Преимущество схемы выражается лишь отсутствием уравнительного реактора и как следствие отсутствия пика холостого хода, внешняя характеристика имеет такой же наклон, как и в схеме параллельного типа.

Теория работы мостовых схем