Līdzstrāvas vārstu pārveidotāji

Vārstu līdzstrāvas pārveidotājus izmanto, lai darbinātu līdzstrāvas elektromotoru lauka un armatūras tinumus, ja nepieciešams plašs ātruma regulēšanas diapazons un augsta elektriskās piedziņas pārejas režīmu kvalitāte.

Šiem lietotājiem vārstu pārveidotāju strāvas ķēdes var būt: nulles vai tilta, vienfāzes vai trīsfāžu. Viena vai otra pārveidotāja ķēdes izvēlei jābūt balstītai uz:

• nodrošinot pieļaujamo ierosmi rektificētajā sprieguma līknē,

• augstāku harmoniku skaita un lieluma ierobežošana Maiņspriegums,

• liela jaudas transformatora izmantošana.

Ir labi zināms, ka pulsējošais rektificētais pārveidotāja spriegums motorā rada pulsējošu strāvu, kas traucē normālu motora komutāciju. Turklāt sprieguma svārstības rada papildu zudumus motorā, kā rezultātā ir jāpārvērtē tā jauda.

Komutācijas uzlabošanu un zudumu samazināšanu elektromotorā var panākt vai nu palielinot taisngrieža fāžu skaitu, vai ieviešot izlīdzināšanas induktivitāti, vai uzlabojot motora konstrukciju.

Ja pārveidotājs paredzēts motora armatūras ķēdes barošanai ar zemu induktivitāti, tā racionālākās jaudas ķēdes ir trīsfāžu: dubultā trīsfāzu nulle ar pārsprieguma reaktoru, tilts (1. att.).

Rīsi. 1. Trīsfāzu tiristoru pārveidotāju barošanas ķēdes: a — dubultā trīsfāžu nulle ar izlīdzināšanas reaktoru, b — tilts

Lauka spoļu barošanai Līdzstrāvas motoriar ievērojamu induktivitāti vārstu pārveidotāju jaudas ķēdes var būt gan trīsfāzu nulles, gan tilta vienfāzes vai trīsfāžu (2. att.).

Rīsi. 2. Tiristoru taisngriežu shēmas lauka tinumu barošanai: a-trīsfāžu nulle, b-vienfāzes tilts, c-trīsfāzu pusvadāmais segums

No trīsfāzu taisngriežu shēmām visizplatītākais ir trīsfāžu tilts (1. att., b). Šīs iztaisnošanas shēmas priekšrocības ir: liela atbilstošā trīsfāzu transformatora izmantošana, mazākā vārstu apgrieztā sprieguma vērtība.

Lieljaudas elektriskajām piedziņām rektificētā sprieguma pulsācijas samazināšana tiek panākta, paralēli vai virknē savienojot taisngriežu tiltus. Šajā gadījumā taisngriežu tiltus darbina vai nu viens trīs tinumu transformators, vai divi divu tinumu transformatori.

Pirmajā gadījumā transformatora primārais tinums ir savienots ar "zvaigzni", bet sekundārais - "zvaigznē", otrs - "trīs".Otrajā gadījumā viens no transformatoriem ir savienots saskaņā ar "zvaigžņu-zvaigznes" shēmu, bet otrais - saskaņā ar "delta-star" shēmu.

Sakarā ar to, ka transformatoru primārajiem vai sekundārajiem tinumiem ir dažādas pieslēguma shēmas, rektificētajam spriegumam uz viena tilta būs viļņu formas, kas ir ārpus fāzes leņķī pret rektificētā sprieguma viļņu formām uz otra tilta. Rezultātā motora armatūras kopējais rektificētais spriegums radīs viļņus, kuru frekvence ir 2 reizes lielāka par katra tilta viļņu frekvenci. Rektificēto spriegumu momentāno vērtību vienādojums paralēli savienotajiem tiltiem veic izlīdzināšanas reaktors. Ja taisngriežu tilti ir savienoti virknē, ķēde darbojas līdzīgi.

Lai samazinātu vadāmo vārstu skaitu, korekcijai tiek izmantotas daļēji regulējamas vai viena tilta ķēdes. Šajā gadījumā tiek kontrolēta puse no tilta, piemēram, katoda grupa, un anoda puse ir nekontrolēta, t.i. samontēti uz diodēm (sk. 2. att., c).

Visas iepriekš minētās pārveidotāja strāvas ķēdes ir neatgriezeniskas, jo nodrošina strāvas plūsmu slodzē tikai vienā virzienā. Pāreju no neatgriezeniskas uz atgriezenisku ķēdi var veikt, vai nu izmantojot kontaktu reversi, vai uzstādot divus taisngriežu komplektus. Šādi taisngrieži ir izgatavoti antiparalēlās (3. att.) vai krustotas (4. att.) shēmās.

Antiparalēlā ķēdē abi tilti U1 un U2 (skat. 3. att.) tiek baroti no transformatora kopējā tinuma un ir savienoti viens otram pretēji un paralēli. Šķērsošanas ķēdē katru tiltu darbina atsevišķa spole un krustojums, kas savienots ar slodzi.

Rīsi.3. Antiparalēlā savienojuma pārveidotāju shēma

Rīsi. 4. Pārveidotāju šķērssavienojuma shēma

Divkomponentu reversīvo pārveidotāju tilta vārstu vadība var būt atsevišķa vai apvienota. Atsevišķā vadībā vadības impulsi tiek piegādāti tikai tā tilta vārstiem, kas pašlaik darbojas un nodrošina vēlamo strāvas virzienu slodzes ķēdē. Tajā pašā laikā otra tilta vārsti ir bloķēti.

Savienojuma vadīšanā vadības impulsi tiek piegādāti abu tiltu vārstiem vienlaikus neatkarīgi no strāvas virziena slodzē. Tāpēc ar šo vadību viens no tiltiem strādā taisngriežā, bet otrs ir sagatavots invertora režīmam. No otras puses, koppārvalde var būt konsekventa un nekonsekventa.

Koordinētajā kontrolē vadības impulsi tiek piegādāti abu tiltu vārstiem, lai koriģētā sprieguma y vidējās vērtības būtu vienādas. Nekonsekventas vadības gadījumā ir nepieciešams, lai tilta vidējais taisngrieža spriegums, kas darbojas invertora režīmā (invertora vārstu grupa), pārsniedz tilta spriegumu, kas darbojas taisngrieža režīmā (taisngriežu vārstu grupa).

Reversīvo ķēžu darbību ar kopīgu vadību raksturo izlīdzinošās strāvas klātbūtne slēgtā kontūrā, ko veido grupas vārsti un transformatora tinumi, kas parādās visu grupas spriegumu momentāno vērtību nevienlīdzības dēļ. laiks. Lai ierobežotu pēdējo, ķēdēs tiek ievadīti izlīdzināšanas droseles L1 — L4 (sk. 3. att.).

Kopīgās koordinētās vadības priekšrocības ir vienkāršība, gatavība pārslēgties no viena režīma uz otru, nepārprotami statiskie raksturlielumi, neregulāra strāvas režīma neesamība pat pie zemām slodzēm. Tomēr ar šo vadību ķēdē plūst lielas izlīdzinošās strāvas.

Ķēdēm ar nepārspējamu vadību ir mazāki droseles izmēri nekā ar saskaņotu vadību. Tomēr ar šādu vadību samazinās pieļaujamo vadības leņķu diapazons, kas izraisa transformatora nepietiekamu izmantošanu un jaudas koeficienta samazināšanos.

Iepriekš minētie trūkumi ir liegti pārveidotāja ķēdei ar atsevišķu vadību. Šī vadības metode pilnībā novērš izlīdzinošās strāvas, jo šajā gadījumā vadības impulsu padeve tiek veikta tikai vārstu darba grupai. Tāpēc nav nepieciešams izlīdzināt droseles un vispār transformatora jaudu, jo taisngriežu grupu var atvērt ar regulēšanas leņķa nulles vērtību.