Обзор типовых схемных решений, применяемых в серийно выпускаемых преобразователях

Производство электроэнергии осуществляется на электростанциях на переменном токе. Однако, значительная часть производственных процессов (электротехнология, электролиз в химии и металлургии, электрифицированный электротранспорт, автоматизированный электропривод станков, роботов и т.д.) требует электропитания на постоянном токе. Преобразование электрической энергии из первичного переменного напряжения в нерегулируемое вторичное постоянное напряжение осуществляется с помощью диодных выпрямителей. Если выпрямленное напряжение постоянного тока должно регулироваться, либо требуется его стабилизация с отклонениями от заданного уровня меньшими, чем у первичного питающего напряжения, то в современных преобразователях, как правило, используется тиристорные выпрямители. Этот вид регулируемых преобразователей вытеснил всё многообразие магнитных или электромагнитных преобразователей, применявшихся ранее.

В последние годы в преобразователях постоянного тока малой и средней мощности начали внедряться транзисторные регуляторы и регуляторы на запираемых тиристорах. Но в процентном соотношении эти виды преобразователей составляют в настоящее время и обозримом бедующем несущественную долю от общего выпуска полупроводниковых преобразователей.

Инженеры, работающие в области автоматизации электропривода и автоматизированных промышленных установок, электротехнология и эксплуатации электрооборудования и средств автоматизации, в своей практической деятельности сталкиваются с широким кругом вопросов, связанных с расчетами и выбором, наладкой и эксплуатацией тиристорных преобразователей различного назначения.

Режимы работы ТП зависят, в первую очередь, от характера нагрузки. Из всего многообразия нагрузок следует выделить двигательную нагрузку. Работа ТП на якорь машины постоянного тока является наиболее сложной сточки зрения протекающих физических процессов и математического описания. Работа тиристорного выпрямителя на другие виды нагрузок (активную, активно-ёмкостную и активно-индуктивную) может быть рассмотрена как частный случай режимов работы системы «тиристорный выпрямитель - двигатель» (система ТВ-Д).

Поэтому целесообразно рассмотреть в курсовой работе именно систему ТВ-Д, как с позиций наиболее общего примера многообразного класса ТП, так и с позиций обеспечения надежности системы, нашедшей наиболее широкое применение в промышленности.

В курсовой работе будет осуществлен расчет, связанный с надежностью нереверсивного тиристорного агрегата по трехфазной нулевой схеме. Схема приведена на рис. 1.

Повышение быстродействия и снижения пульсаций в выпрямленном напряжении достигается за счет увеличения числа фаз (т.е. пульсаций) схем выпрямления. Так, в широко используемых ТП серий ПТ, ЭТЗ, ЭТ6 и БТУ-3501 нашли применение трехфазные нулевые схемы выпрямления. Диапазон выходных мощностей этих преобразователей лежит в пределах от 0,5 до 200 кВт, причём трёхфазные нулевые схемы используются в диапазоне от 6 до 150 кВт. Источником первичного напряжения является сеть напряжений 380/220 В.

Электрическая трехфазная нулевая схема нереверсивного тиристорного агрегата

Рис.1.