Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Проверка и испытание вентильных систем возбуждения синхронных машин

Диаграммы режимов работы выпрямителей - Проверка и испытание вентильных систем возбуждения синхронных машин

Оглавление
Проверка и испытание вентильных систем возбуждения синхронных машин
Состояние и перспективы развития
Методы анализа систем возбуждения
Схемы силовых цепей
Схемы систем управления
Схемы систем управления с тиристорными преобразователями
Автоматические регуляторы возбуждения
Цепи зажигания, возбуждения и смещения ртутных вентилей
Цепи управления, защиты и сигнализации вентильных возбудителей
Собственные нужды вентильных возбудителей
Системы охлаждения полупроводниковых вентилей
Вакуумная система ртутных вентилей
Диаграммы режимов работы выпрямителей
Диаграммы нормальных режимов работы выпрямителя
Диаграммы ненормальных режимов работы выпрямителя
Диаграммы глубоких режимов работы выпрямителя
Проверка силового оборудования
Проверка ртутных вентилей
Пробное возбуждение ртутного вентиля
Кремниевые вентили
Формовка ртутных вентилей
Проверка систем охлаждения
Проверка вакуумной система
Предварительная проверка систем управления
Комплексная проверка систем управления
Предварительная проверка АРВ
Комплексные испытания систем возбуждения
Установка угла регулирования форсировочной группы вентилей
Определение статизма системы независимого возбуждения
Испытание системы самовозбуждения с последовательными трансформаторами
Испытания вентильных систем возбуждения на аналоговых вычислительных машинах
Список литературы

Глава четвертая
ДИАГРАММЫ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Режимы работы преобразователей изучаются с помощью диаграмм, т. е. кривых мгновенного значения выпрямленного напряжения, токов в вентилях, обратного напряжения на вентилях и т. п., построенных на основе закономерностей коммутации вентилей. Диаграммы наглядно показывают физическую сущность процессов в выпрямителях. Сравнивая осциллограммы реальных процессов с диаграммами, можно убедиться в правильности или ошибочности представлений о процессах в вентилях.


Рис. 32. Кривые напряжений и токов неуправляемого выпрямителя при мгновенной коммутации.
а — диаграмма работы вентилей и кривые фазных э. д. с. мостовой схемы выпрямления; б — токи в вентилях мостовой схемы при работе на индуктивную нагрузку; в — то же при работе на активную нагрузку; г —диаграмма работы вентилей и кривые фазных э. д. с. схемы выпрямления с нулевым выводом и уравнительным реактором; д — токи вентилей схемы с нулевым выводом и уравнительным реактором при работе на индуктивную нагрузку; е — то же при работе на активную нагрузку; ж — кривая выпрямленного напряжения в мостовой схеме; з — кривая выпрямленного напряжения схемы с нулевым выводом и уравнительным реактором.

Эксплуатационному персоналу часто более важно иметь представление о физической сущности работы вентилей, чем углубляться в их математическое описание. Анализ формы кривой выпрямленного напряжения, например, позволяет быстро дать заключение не только о состоянии выпрямителя, но и о виде неисправности, если таковая возникла. В настоящей главе подробно рассматриваются диаграммы нормальных, аварийных и глубоких режимов выпрямителей вентильных систем возбуждения, кратко формулируются основные определения и закономерности в работе вентилей [Л. 11].
В мостовой схеме выпрямления (см. рис. 1) в катодной группе (вентили 1, 3, 5) ток проводит вентиль, анод которого более положителен. В анодной группе (вентили 2, 4, 6) ток проводит вентиль, катод которого более отрицателен. Вентили в схеме с нулевым выводом работают по правилу катодной группы.
В мостовой схеме угол естественного отпирания для вентилей 1, 3, 5 определяется пересечением положительных значений кривых фазных напряжений (рис. 32), а для вентилей 2, 4, 6— пересечением отрицательных значений кривых фазных напряжений. В этот момент вступает в работу очередной неуправляемый вентиль (или управляемый при его полном открытии).

В схеме выпрямления с нулевым выводом (см. рис. 3) угол естественного отпирания определяется пересечением положительных значений кривых фазных напряжений прямой (для вентилей 1, 3, 5) и обратной (для вентилей 2, 4, 6) звезд. Угол регулирования а отсчитывается от угла естественного зажигания до момента подачи отпирающего импульса.
Работа выпрямителя зависит от наличия индуктивности в цепи нагрузки и в питающей цепи (предвключенная индуктивность). Индуктивность в цепи нагрузки сглаживает пульсации выпрямленного тока. При отсутствии ее выпрямленный ток повторяет форму выпрямленного напряжения (рис. 32), а при бесконечно большой индуктивности пульсации выпрямленного тока отсутствуют. Практически с пульсациями можно не считаться, если отношение индуктивного сопротивления нагрузки к активному более пяти, что и характерно для ротора генератора. Предвключенная индуктивность определяет длительность перехода тока с одного вентиля на другой, т. е. длительность коммутации. При отсутствии этой индуктивности ток в вентиле изменяется мгновенно (мгновенная коммутация — рис. 32). Длительность коммутации характеризуется углом коммутации у.
Одновременная коммутация двух вентилей, подключенных к разным фазам источника питания, есть двухфазное к. з.
В контуре коммутации протекает ток к. з., направленный встречно по отношению к току вентиля, кончающего работу.
При коммутации вентилей, например 1 и 3, напряжение на их анодах определяется по формуле:

где еа и ха, еb  н хb  — соответственно э. д. с. и сопротивление коммутации фаз а и b.
При равенстве сопротивлений коммутации, т. е. когда коммутируют вентили одной группы между собой, получаем

 При коммутации между вентилями разных фаз рабочей и форсировочной групп, принимая еа=еф, еb =ер и ха=  kxb, имеем:
т. е. напряжение полюса («плюса» или «минуса» на нагрузке) зависит от соотношения сопротивлений коммутации форсировочной и рабочей групп. В контуре коммутации проходит ток к. з., направленный навстречу току вентиля, кончающего работу, и согласно по отношению к току вентиля, вступающего в работу. Нарастание тока в вентиле, вступающем в работу, происходит по отрезку косинусоиды, который в большинстве случаев без большой ошибки может заменяться прямой. Следовательно, форма тока в вентиле имеет вид трапеции (см. рис. 35,в). Угол коммутации определяет также количество одновременно работающих вентилей. По числу одновременно работающих вентилей различают три режима:
режим I, или режим 2—3, когда одновременно работают два или три вентиля, а угол коммутации γ<60°;
режим II, или режим 3—3, когда постоянно работают три вентиля, γ=60° и появляется угол задержки коммутации ат=0-:-30° (см. § 15);
режим III, или режим 3—4, когда одновременно работают 3 или 4 вентиля, и γ>60°, ат=30°.
В схеме с нулевым выводом и уравнительным реактором (см. рис. 3) на работу вентилей существенное- влияние оказывает уравнительный реактор. Оно состоит в том, что при протекании выпрямленного тока по ветвям реактора в них наводятся дополнительные э. д. с., которые выравнивают напряжения двух смежных фаз: прямой и обратной звезды. Это приводит к тому, что выпрямленный ток распределяется поровну между обеими обмотками (соединенными в звезды) источника питания. Однако для того чтобы реактор начал выполнять свою роль, необходимо, чтобы выпрямленный тек превысил некоторое критическое значение (0,5—1% номинального). До этого значения тока схема работает как шестифазная нулевая.
В мостовой схеме выпрямления переключение нечетных вентилей происходит в точках а, b, с (рис. 32,а), а четных вентилей — в точках a1, b1, c1. Мгновенное значение выпрямленного напряжения равно отрезку ординаты (рис. 32,а), заключенному между синусоидами соответствующих фаз, например отрезку тп для момента времени t. Форма токов в вентилях повторяет форму напряжения при активной нагрузке и не имеет пульсации при индуктивной нагрузке. Ток в вентиле равен: выпрямленному току.
В схеме с нулевым выводом и уравнительным реактором коммутация вентилей не происходит в точке а (рис. 32,г), где равны напряжения двух смежных фаз, что имело бы место в шестифазной схеме с нулевым выводом. Коммутация происходит в точке b, где становятся равными напряжения фаз А и В прямой звезды. Аналогично происходит коммутация вентилей в точке с, где становятся равными напряжения фаз С' и А' обратной звезды. Уравнительный реактор, выравнивая напряжения смежных фаз, обеспечивает мгновенное значение выпрямленного напряжения, равное полусумме мгновенных значений двух смежных фаз. Пульсации в кривой выпрямленного напряжения уменьшаются. Форма токов в вентилях также повторяет форму выпрямленного напряжения при активной нагрузке, и ток не имеет пульсаций при индуктивной нагрузке. Ток в вентиле равен половине выпрямленного тока. Из рассмотренных выше диаграмм напряжений и токов можно сделать следующие выводы.
Мостовую схему выпрямления условно можно рассматривать как две соединенные последовательно трехфазные схемы с нулевым выводом, фазные напряжения которых сдвинуты на 60°.
Схему с нулевым выводом и уравнительным реактором можно представить как две трехфазные схемы с нулевым выводом, соединенные параллельно. Отсюда следует правило построения диаграмм. Строится сначала диаграмма для одной трехфазной схемы с нулевым выводом. Затем эта диаграмма смещается на 60°. Далее для построения выпрямленного напряжения берется сумма или полусумма ординат двух этих диаграмм. Аналогично поступают и при построении диаграмм токов. Указанный метод широко использован в данной книге для построения диаграмм управляемых вентилей, собранных по схеме с нулевым выводом и уравнительным реактором, так как он позволяет существенно ускорить их построение.



 
« Проверка и замена подшипников электродвигателей   Проверка поверхности коллектора и установка щеточных траверс »
электрические сети