Пронин М.В., Воронцов А.Г., Калачиков П.Н., Емельянов А.П. Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Подождите немного. Документ загружается.

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Напряжения на тиристорах при j=1:

}

.3,2,1,,

−

−= nuueeu (4.2.12)

+ tntnнnntn

Напряжения на тиристорах при j=4:

()

⎪

⎭

⎪

⎬

⎫

====−=

+++−++−=

.0,

542136

133113

tttttt

нsнннt

uuuuuu

llireeeeu

(4.2.13)

Напряжения на тиристорах при j=6:

()

⎪

⎭

⎪

⎬

⎫

+++−++−= ,

122112 нsнннt

llireeeeu

(4.2.14)

====−= .0,

632125 tttttt

uuuuuu

Напряжения на тиристорах при j=7:

()

⎪

⎭

====−= .0,

653214 tttttt

uuuuuu

Напряжения на тиристорах при j=8:

654321

⎪

⎬

++++−−= ,

222111 нsнннt

llireeeeu

(4.2

⎫

.15)

tttttt

uuuuuu (4.2.16)

Включение тиристоров осуществляется, если напряжение на них положительно и

имеется управляющий импульс j

(n=1,…6). Выключаются тиристоры в том случае, если то-

ки в них стали отрицательными.

По представленному описанию тиристорного регулятора напряжения разработана

программа расчета на ЭВМ электромагнитных процессов. В ней заданным параметром явля-

ется активная мощность нагрузки, по которой определяется заданный действующий ток.

В качестве примера использования программы ниже представлены некоторые резуль-

таты

расчетов. В расчетах заданное действующее напряжение питающей обмотки 6 кВ, час-

тота напряжения 50 Гц, индуктивности фаз питающей обмотки 0,005 Гн, индуктивности фаз

нагрузки 0,0458 Гн, активные сопротивления фаз нагрузки 10,8 Ом, ЭДС в цепи нагрузки от-

сутствуют. Указанные параметры соответствуют коэффициенту мощности нагрузки 0,6.

Один из расчетов выполнен при заданной мощности нагрузки 1100 кВт. Результаты

расчета представлены

на рис.4.2.3 и в таблице 4.2.1.

Рис.4.2.3 Токи, напряжения, фаза ЭДС сети и угол управления

преобразователя переменного напряжения при большом токе нагрузки

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

Т 1

Коэф кривой

787

0.021

аблица 4.2.1 Результаты анализа токов и напряжений рис.4.2.

Фазное напряжение питающей обмотки, В

фициент искажения синусоидальности

3463.

Частоты

Фазы, гр.

гармоник, Гц

Действующие значения

250

350

550

650

3463.015

18.293

18.217

18.101

17.937

-2.3808

171.3259

53.7770

-179.4320

64.5313

Фазный ток, А

Коэффициент искажения синусоидальности кривой

183.993

0.019

Частоты гармоник, Гц

250

350

550

Действующие значения

183.959

2.403

1.717

1.081

Фазы, гр.

-57.2657

-99.8131

143.0153

-88.8117

Фазное напряжение нагрузки, В

Коэффициент искажения синусоидальности кривой

3382.925

0.1988

Частоты гармоник, Гц

250

350

550

Действующие значения

3315.381

169.518

168.741

Фазы, гр.

-4.1700

-19.1371

650

166.554

165.236

-4.3830

-119.5555

-134.1535

Угол регулирования, град.

Мощность нагрузки, кВт

29.600

1096.860

На рис.4.2.3 изображены фазные ЭДС питающей обмотки u

, u

, фазные токи i

, i

, фазные напряжения нагрузки u

, u

, напряжение на 1 тиристоре u

, фаза линейной

ЭДС питающей обмотки e

s12

-e

, угол управления α, импульсы управления j

-j

В расчете форма тока нагрузки приближается к синусоиде. При небольшом уменьше-

нии угла я синусои-

дальным, и индуктив-

ных сопротивлений. Дальнейшее уменьшение угла управления, например, до 0, не приводит

к измен

управления α преобразователь полностью открывается, ток становитс

и его сдвиг относительно ЭДС определяется соотношением активных

ениям токов и напряжений (при ширине управляющих

импульсов 120 эл.град.).

Если задан меньший уровень мощности и соответственно меньший ток, то это приво-

дит к увеличению угла управления вентилями. На рис.

4.2.4 представлен результат расчета

рассматриваемой схемы при заданной мощности 400 кВт и тех же остальных параметрах.

Рис.4.2.4 Токи, напряжения, фаза ЭДС сети и угол управления

преобразователя переменного напряжения при большом токе нагрузки

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

На рис.4.2.4, кроме прочих кривых, изображена также кривая разности потенциалов

между нулевыми точками обмотки питания и нагрузки u

Следует отметить, что при узких сдвоенных управляющих импульсах возможны сбои

в работе рассматриваемого преобразователя. В частности, если ток нагрузки сдвинут относи-

тельно напряжения сети на угол φ, соответствующий коэффициенту мощности нагрузки, то в

случае 0<α<φ импульсы управления формируются в те моменты времени, когда отсутствуют

необходимые условия для включения тиристоров.

§ 4.3 Тиристорный преобразователь частоты со звеном

постоянного тока

Преобразователи частоты со звеном постоянного тока, содержащие тиристорные вы-

прямители и инверторы, используются для пуска мощных турбогенераторов в парогазовых

установках, в приводах мельниц, в приводах вентиляторов и т. д.

Недостатки преобразователей этого типа:

− поскольку тиристорные инверторы являются потребителями реактивной мощно-

сти, то возможно питание только таких нагрузок, которые, потребляя активную

мощность,

генерируют мощность реактивную;

− сравнительно низкий коэффициент мощности потребляемой электроэнергии;

−

пре-

образо

Одна из схем с преобразователем часто

на рис.

4.3.1 (для работы в зоне естественной ко

повышенные искажения тока и напряжения питающей сети;

− необходимость применения искусственной коммутации при малой амплитуде

ЭДС нагрузки.

В ряде случаев перечисленные недостатки не имеют существенного значения. На-

пример, в системах пуска мощных турбогенераторов сравнительно низкая стоимость тири-

сторных преобразователей по

сравнению с транзисторными, традиции применения этих

вателей являются более весомыми аргументами.

ты со звеном постоянного тока представлена

ммутации тока в вентилях инвертора).

es1

es2

es3

lдр

Usз

us1

us2

us3

ПИ-регулятор

напряжения сети

Расчет Us

us1, us2, us3

uy1 ПИ-регу-

лятор тока

СИФУ

11,...j61

Idз

es1, es2, es3

Расчет U

ПИ-регулятор

н ия

12,...j62

e1, e2, e3

апряжен

СИФУ

uy2

u1, u2, u3

is1

is2

is3 i3

Еm

ТВ

ТИ

Регул.

Еm

Рис.4.3.1 Схема тиристорного трехфазно-трехфазного

преобразователя частоты со звеном постоянного тока

В соответствии с рис.4.3.1 преобразователь частоты содержит тиристорный выпрями-

тель ТВ, тиристорный инвертор ТИ и сглаживающий дроссель с индуктивностью l

и актив-

ным сопротивлением r

. Выпрямленный ток преобразователя i

, входные токи фаз i

, i

Выходные токи фаз i

, i

. Входные напряжения фаз u

, u

. Выходные напряжения фаз

, u

. Питание преобразователя частоты осуществляется от трехфазной обмотки через

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

фазные дроссели с индуктивностью l

др

. Трехфазная питающая обмотка имеет фазные ЭДС

, e

, фазные индуктивности l

и фазные напряжения u

, u

. Нагрузка представлена

трехфазной обмоткой с фазными ЭДС e

, e

и фазными индуктивностями l. Для выполне-

ния расчетов с заданным напряжением

dз

, заданным напряжением нагрузк

снабжена системой регулирования.

Один из регуляторов поддерживает заданное напряжение сети. На выходе этого регу-

лятора формируется амплитуда E

трехфазной системы ЭДС сети. На вход регулятора по-

ступае

, как описано в §

4.1. На вход СИФУ инвертора поступают ЭДС синхронизации e

, e

, и напряжение управ-

ления u

. На выходе формируются импульсы управления т

как описано в § 4.1.

Угол запаса инвертора поддерживается соответствующим регулятором. На вход этого

регуля

фазах нагрузки и сравнительно большом выпрямленном

токе естественная коммутация тока в вентилях инвертора (под действием ЭДС в фазах на-

грузки) оказывается невозможной. В этих случаях осуществляется искусственная коммута-

ция следующим образом. При каждом изменении состояния управляющих импульсов инвер-

тора (рассматриваются импульсы длиной 120 эл. град.) формируется импульс гашения вы-

прямленного тока, который переводит выпрямитель в инверторный режим работы с задан-

ным ограничением угла управления вентилями. В результате этого выходное напряжение

выпрямителя становится отрицательным, и выпрямленный ток уменьшается. После умень-

шения тока до 0 выдерживается бестоковая пауза. После этой паузы выпрямитель вновь пе-

реводится в режим поддержания заданного

выходного тока. Описанный алгоритм искусст-

венной коммутации используется при частоте напряжения питающей трехфазной обмотки

сущес шения

выпря оп-

рокидывании ин рямленного тока.

Электр

питающей сети U

sз

, заданным выпрямленным током

и U и заданным углом запаса инвертора δ

установка

т заданное действующее напряжение сети U

sз

и отфильтрованное фактическое дейст-

вующее напряжение U

. Работа регулятора описывается выражениями, аналогичными

(4.1.25). Действующее напряжение питающей обмотки определяется выражениями (4.1.24).

Другой регулятор поддерживает заданное напряжение трехфазной обмотки нагрузки.

На выходе этого регулятора формируется амплитуда E

трехфазной системы ЭДС нагрузки.

На вход регулятора поступает заданное действующее напряжение нагрузки U

и отфильтро-

ванное фактическое действующее напряжение U. Работа регулятора описывается выраже-

ниями, аналогичными (4.1.25). Действующее напряжение питающей обмотки определяется

выражениями, аналогичными (4.1.24).

Система содержит также СИФУ выпрямителя и СИФУ инвертора. На вход СИФУ вы-

прямителя поступают ЭДС синхронизации e

, e

, и напряжение управления u

. На вы-

ходе формируются импульсы управления тиристорами выпрямителя j

-j

иристорами выпрямителя j

-j

тора поступают сигналы по выпрямленному току i

, амплитуде ЭДС нагрузки E

, час-

тоте ЭДС нагрузки ω

и заданному углу запаса δ

. На выходе формируется заданное напря-

жение управления u

инвертора. Формирование угла управления вентилями осуществляется

в соответствии с (4.1.29). Регулятор работает в зоне естественной коммутации.

Система содержит также регулятор выпрямленного тока преобразователя частоты. На

вход этого регулятора поступают сигналы по заданному I

dз

и фактическому i

выпрямленно-

му току. На выходе формируется заданное напряжение управления u

выпрямителя.

При малой амплитуде ЭДС в

твенно большей частоты напряжения обмотки нагрузки. Этот же алгоритм га

мленного тока используется в аварийных режимах работы системы, например, при

вертора для предотвращения аварийного увеличения вып

омагнитные процессы в этих режимах работы проиллюстрированы

ниже.

При моделировании рассматриваемой схемы осуществляется разделение силовой час-

ти на подсхемы, взаимосвязанные зависимыми элементами, как изображено на рис.

4.3.2. При

этом трехфазная обмотка питания с дросселями и тиристорным выпрямителем преобразуется

в звено выпрямленного тока с эквивалентными ЭДС e

э1

, индуктивностью l

э1

и тиристором

э1

. Трехфазная обмотка нагрузки с тиристорным инвертором преобразуется в звено выпрям-

ленного тока с эквивалентными ЭДС e

э2

, индуктивностью l

э2

и тиристором k

э2

. Цепь выпрям-

ленного тока представлена в вентильных подсхемах источника энергии и нагрузки зависи-

мыми источниками тока i

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

es1

es2

es3

ls+lдр

is1

is2

is3 i3

ТВ

ТИ

eэ1

eэ2

lэ1

kэ1

kэ2

lэ2

ls+lдр

l +ls др

Рис.4.3.2 Разделение на в

Математическое описание мостовых вентильных подсхем (выпрямительной и инвер-

торной е эк-

вивалентных параметров для подсхемы выпрямленного тока.

В подсхеме выпрямленного тока эквивалентные параметры являются зависимыми от

состояния мостовых под

от того, открыты эквивалентные вентили или закрыты. Подсхема выпрямленного тока

рис.

4.3.2 описывается следующими выражениями:

заимосвязанные части схемы с преобразователем частоты

подсхем) представлено в § 4.1. В указанном разделе описано также определени

схем. Функции K

э1

и k

э2

принимают значения 1 или 0 в зависимости

⎪

⎭

⎪

⎫

−+

=== ,11

dээ

ddээd

ээ

lll

iree

тоkиkесли

(4.3.1)

⎬

иначе

йств синхронных компенсато-

ров и др. Вместе с тем, тиристорные преобразователи частоты со звеном постоянного тока

используются

и как самостоятельные устройства, например, как вставки постоянного тока

между энергосистемами различных частот (Выборгская вставка).

В связи с этим модель рассматриваемого преобразователя разработана не только как

блок, используемый в более сложных моделях, но и в виде отдельной программы расчета на

ЭВМ электромагнитных процессов. Разработка программ расчета процессов в схеме

рис.

4.3.1 выполнена в соответствии с указанным выше математическим описанием силовой

схемы преобразователя частоты и описанным алгоритмом работы системы управления.

Ниже приведены некоторые результаты расчетов схемы рис.

4.3.1. Расчеты выполне-

ны при следующих параметрах: действующее напряжение питающей сети 6 кВ, частота на-

пряжения сети 50 Гц, индуктивность фазы сети 0,00117 Гн, индуктивность дросселя на входе

выпря сопро-

тивление Гн. За-

данный выпрямленный зки 6 кВ,

задан-

ная час

преобразователя около 2 МВт.

Рассчитанная диаграмма токов и нап

на рис.

4.3.3. На диаграмме изображены следующие кривые: напряжения фаз питающей сети

, u ,

оки фаз нагрузки i

, i

, напряжения фаз нагрузки u

, u

. Указаны также углы

управления выпрямителя и инвертора α

и α

тора, угол инвертирования и угол запаса инв

Математическое описание рассматриваемой схемы преобразования частоты исполь-

зуется в качестве подсистемы во многих моделях сложных электромеханических систем: в

моделях систем пуска турбогенераторов (§ 6.1), в моделях приводов мельниц (§ 6.2), в моде-

лях приводов вентиляторов (§ 6.3), в моделях пусковых устро

мителя 0,00266 Гн, индуктивность сглаживающего дросселя 0,05 Гн, активное

сглаживающего дросселя 0,0001 Ом, индуктивность фазы нагрузки 0,0063

ток 320 А, заданное действующее напряжение нагру

тота напряжения нагрузки 45 Гц, заданный угол запаса инвертора δ

25 град. Пара-

метры приблизительно соответствуют номинальному режиму работы одного из параллельно

включенных преобразователей частоты в приводе вентилятора (§ 6.3). В этом приводе номи-

нальная мощность одного

ряжений преобразователя частоты представлена

s1 s2

, напряжения фаз выпрямителя u

, u

, токи фаз сети i

, i

, выпрямленный

ток i

, т

, углы коммутации γ

и γ

выпрямителя и инвер-

ертора β

и δ

В таблице

4.3.1 представлены результаты анализа токов, напряжений и углов управ-

ления выпрямителя и инвертора в рассматриваемом режиме работы тиристорного преобразо-

вателя частоты на интервале времени 0,1 с.

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

Рис.4.3.3 Токи и напряжения преобразователя частоты

в режиме работы вентилятора, близком к номинальному

Таблиц ний и углов управ работе

мина

Коэффиц искажения синусоида

а 4.3.1 Результаты анализа токов, напряже ления при

преобразователя вентилятора в режиме, близком к но ль

ному

Фазное напряжение питающей сети, В

лиент ьности кривой

465.978

0.05849

Частот оник, Гц

Действующи ния

Фа

ы гарм

250

350

550

74.143

78.748

650

850

значе

0.043

5.997

65.125

61.284

зы, гр.

-0.6674

-62.6317

-120.3533

-63.3458

-123.6956

-65.5680

Фазный ети, А

Коэффиц искажения синусоидал

ток с

иент ьности кривой

257.804

0.2591

Частот оник, Гц

Действующи ния

Фаз

ы гарм

248.999

220

250

320

350

550

650

850

е значе

1.937

3.421

5.152

52.477

3.453

29.065

19.556

13.756

9.824

ы, гр.

164.0666

39.5651

-30.3067

62.8693

27.2088

153.3203

29.5470

27.1359

32.4421

25.3562

Угол управления выпрямителя, град

Угол инвертирования инвертора, гр

Выпрямленный ток, А

ад.

26.047

39.241

320.585

Фазное напряжение нагрузки, В 3464.760

Частоты гармоник, Гц

Действующие значения

3369.493

Фазы, гр.

-177.3467

Фазный ток нагрузки, А 259.167

Частоты гармоник, Гц Действующие значения

251.429

Фазы

29.6039

, гр.

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

В в о ческие

гармонические составляющие по отношению к ч (50, 250, 350, 550, 650, 850 Гц и

др.). Доля неканонических составляющих (10, 20, 220, 320 Гц и др. сра велика.

Однако это зависи араметров системы, и в режимах раб инвер-

тора на токи и напряжения питающей сети проявл

льшей степени

При одниковыми телями

представл темах ми зави-

симыми и о м реж прорыв

инвертор спешной ком . В тирист разова-

телях час а при некоторых соотношени тров

эти

аварии ср тотах зки,

значительно мен астоты напряжения пита и, может быт ан сле-

дующий алгоритм ения аварий.

а одном периоде напряжения нагрузки трехфазный мостовой инвертор имеет 6 то-

чек естественной коммутации. Вблизи каждой точки естественной коммутации с заданным

запаздыванием относительно этих точек осуществляется контроль

определенного фазного

тока (для каждой точки выбирается ток соответствующей фазы). Контроль осуществляется в

соответствии с рис.

4.3.4, на котором указаны номера точек контроля (Т

, Т

), и

в соответствии с выражениями (4.3.2), в которых определяется функция N

с учетом задан-

ной погрешности ∆i

измерения фазных токов датчиками. Если нарушения коммутации ин-

вертора нет, то N

=0. Если произошло нарушение коммутации, то N

=1, и в этом случае осу-

ществляется гашение выпрямленного тока с помощью тиристорного выпрямителя – он пере-

водится в инверторный режим работы.

рассматриваемом режиме в токах фаз с тствуютети прису

сновном канони

стоте 50 Гц

внительно не

т от п некоторых

оты влияние

ется в

бо .

моделировании и расчете систем с в

полупро преобразова

яет интерес анализ аварий

нверторам иболее част

ых режимов работы. В сис

встречающ ийны

с тиристорн

имо

и на имся авар

мутацией тока

м является

ба, который следует за неу орных прео

тоты со звеном постоянного ток

ях параме

нагруавнительно легко устраня тся. В частности, при час напряжения

ьших ч

устран

ющей сет ь использов

Рис.4.3.4 ЭДС инвертора и токи фаз при успешной и неуспешной коммутации

(4.3.2)

На рис.4.3.5 представлена диаграмма токов и напряжений преобразователя частоты в

режиме прорыва инвертора при ликвидации аварии с помощью выпрямителя.

⎪

⎭

⎪

⎬

⎫

=∆>

=∆−<

=∆>

=∆−<

=∆>

=∆−<

кд

NтоiiеслиТТочка

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

Рис.4.3.5 Токи и напряжения преобразователя частоты при прорыве инвертора

На рис.4.3.5 изображены те же кривые, что и на рис.4.3.3, а также ЭДС нагрузки e

, e

, угол управления выпрямителя α

, выпрямленное напряжение выпрямителя u

Расчет рис.

4.3.5 выполнен при действующем напряжении нагрузки 2200 В, частоте

напряжения нагрузки 14,96 Гц, угле запаса инвертора около 0 град. и погрешности датчиков

тока 15 А. Остальные исходные данные приняты такими же, как при расчете рис.

4.3.3.

При рассматриваемом способе ликвидации аварии нарушение коммутации в инверто-

ре выявляется без значительного запаздывания. Сигнал на перевод выпрямителя в инвертор-

ный режим формируется до прорыва инвертора. Выпрямитель переводится в инверторный

режим тем быстрее, чем больше соотношение частот напряжений сети и нагрузки. При про-

рыве инвертора выпрямленный ток не успевает существенно

увеличиться и происходит ин-

тенсивное его гашение. Фактически этот процесс не следует рассматривать как аварию, так

как происходит сравнительно быстрое восстановление нормального режима работы.

про-

изошл

иняла

значение 1), то это означает, что у л и его следует увеличить. Однако

возможны

Алгоритм управления может быть усовершенствован следующим образом. Если

о нарушение коммутации инвертора (функция N

в какой-то момент времени пр

гол запаса инвертора ма

случайные сбои. Поэтому, чтобы угол не увеличивался до недопустимых значе-

ний, целесообразно осуществить апериодическую фильтрацию заданного угла запаса инвер-

тора δ

из

. Ее следует осуществлять с большой постоянной времени T

, чтобы угол запаса

стремился к некоторому заданному минимальному значению δ

мин

(для достижения лучших

энергетических характеристик системы). Этот алгоритм записывается следующим образом:

⎪

⎭

⎪

⎬

⎫

∆

δ−δ+δ=δ

δ∆+δ=δ=

,)(

,,1

тоNесли

изминизиз

изизк

(4.3.3)

где ∆t – время цикла работы системы управления, ∆δ – ступень увеличения угла запаса.

При реализации алгоритма определения угла запаса инвертора (4.3.2)-(4.3.3) и при

определении угла управления по (4.1.29) предполагается, что преобразователь частоты дол-

жен работать с эпизодическими нарушениями коммутации инвертора, не приводящими к

аварии, но с наилучшими энергетическими характеристиками. Частота возникновения эпи-

зодических нарушений

зависит от ∆δ и от T

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

§ 4.4 12-пульсный выпрямитель с последовательным

соединением трехфазных мостов

Полупроводниковые преобразователи и электроприводы с 12-пульсными тиристор-

ными или диодными выпрямителями используются в тех случаях, когда требуется умень-

шить искажения напряжения питающей сети, снизить уровень пульсаций выпрямленного на-

пряжения. Часть применений 12-пульсных выпрямителей относится к автономным энерго-

системам, в которых в качестве источников электроэнергии используются 6-фазные син-

хронные генераторы (судовые электроэнергетические системы, электрические трансмиссии

самосвалов типа «Белаз» и др.). В этих случаях в 6-фазных генераторах обеспечивается зна-

чительное снижение потерь энергии в роторе от высших гармонических составляющих фаз-

ных токов [15], [51], [76]. Вместе с тем, в большинстве случаев для обеспечения 12-

пульсного режима работы выпрямителей используются трансформаторы с двумя трехфазны-

ми вторичными обмотками, одна

из которых соединена в звезду, другая – в тре гольник. При

этом трехфазная система та по фазе относи-

тельно трехфазной систе

Во многих случаях с последовательно со-

единенными

схема трехфазной

напряжений одной вторичной обмотки сдвину

мы напряжений другой обмотки на 30 эл. град.

12-пульсные выпрямители выполняются

трехфазными мостами. На рис.

4.4.1 изображена , в которой к

сети подключен трехобмоточный трансформатор с различными схемами соединения вторич-

ных обмоток. Ко вторичным обмоткам трансформатора подключены тиристорные выпрями-

тельные мосты, соединенные последовательно по цепи выпрямленного напряжения.

uy ПИ-регулятор

тока нагрузки

СИФУ

1,...j6

idз

es1, es2, es3

u11

Фильтр

u31

u22

u12

u32

us1, us2, us3

ПИ-регулятор

напряжения сети

Еm

Расчет и фильтрация

действующего напряжения

us1, us2, us3

Usз

is2is1 is3

es1 es2 es3

ls ls ls

us1 us2 us3

Тр

Рис.4.4.1 Схема с 12-пульсным выпрямителем с последовательным

соединением тиристорных мостов

В трехфазной сетевой обмотке в фазах учитываются ЭДС e

, e

и индуктивности

рассеяния l

. Фазы сети имеют напряжения u

, u

и токи i

, i

. В математической мо-

дели установки учитывается регулятор действующего напряжения сети, описанный в § 4.1.

При этом по мгновенным значениям фазных напряжений определяется действующее напря-

жение сети U

, которое подается на вход пропорционально-интегрального регулятора. На

другой вход этого регулятора подается заданное действующее напряжение U

sз

. На выходе

регулятора формируется амплитуда фазных ЭДС сети E

. Мгновенные значения фазных ЭДС

определяются выражениями (4.1.1). Трехобмоточный трансформатор подключен к питающей

сети. Вторичные обмотки имеют напряжения фаз u

, u

и токи фаз i

, i

, i рузка

представлена источни

влением r

. 12-пульсный выпрямитель имеет выпрямленные ток i

и напряжение u

. Наг

ком ЭДС e

, индуктивностью l

и активным сопроти

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

На рис.4.4.1 изображен также пропорционально-интегральный регулятор выпрямлен-

ного тока. На вход регулятора поступают сигналы по фактическому току i

и заданному току

dз

. На выходе формируется

Напряжение управл

ные на

напряжение управления выпрямителя u

ения u

поступает в СИФУ, описание которой дано в § 4.1. Опор-

пряжения для СИФУ формируются в результате фильтрации сетевых напряжений.

При математическом описании рассматриваемой схемы силовая часть ее разделяется

на взаимосвязанные подсхемы, изображенные на рис.

4.4.2.

es1 es2 es3

ls ls ls

us1 us2 us3

is2is1 is3

lt1 lt1lt1

rt1 rt1 rt1

et2et1 et3

lt2lt2

rt2 rt2

u11

u21

et11 et21

lt2

rt2

u31

et31

i11 i21 i31 i32

et32et12

i12

rt2

lt2

et22

i22

rt2

lt2

rt2

lt2

u12

u22

u32

id id

eэ1

lэ1

eэ2

lэ2

Kэ1 Kэ2

Рис.4.4.2 Разделение схемы с 12-пульсным выпрямителем на подсхемы

Разделение исходной схемы на подсхемы осуществляется по магни

имной индукции между первичной и вторичными обмотками трансформатора. В первичной

обмотке учитываются активные сопротивления r

и индуктивности рассеяния l

, во вторич-

ных обмотках учитываются индуктивности рассеяния l

и активные сопротивления r

ЭДС фаз первичной обмотки трансформатора:

тным потокам вза-

⎭

⎬

⎫

=+−−= ,2,1,)(

lliree

tssntsntn

(4.4.1)

коэффициента трансформации K : ЭДС фаз вторичных обмоток с учетом

тр

⎪

⎭

⎪

⎬

−

3,2,1,

2131

1121

3111

тр

(4.4.2)

После определения производных токов во вторичных обмотках трансформатора они

преобразуются в производные токов первичной обмотки:

⎫

⎪

⎭

⎪

⎬

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+=

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+=

1232313

3222212

Kdt

ccc

тр

ccc

тр

(4.4.3)

⎪

⎫

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+=

2212111

Kdt

ccc

тр

100