ממירי שסתום DC

ממירי DC של שסתומים משמשים להנעת פיתולי השדה והאבזור של מנועים חשמליים DC במקרה שנדרש מגוון רחב של ויסות מהירות ואיכות גבוהה של מצבי המעבר של הכונן החשמלי.

עבור משתמשים אלה, מעגלי הכוח של ממירי שסתומים יכולים להיות: אפס או גשר, חד פאזי או תלת פאזי. הבחירה במעגל ממיר כזה או אחר צריכה להתבסס על:

• מתן עירור מותר בעקומת המתח המיושר,

• הגבלת המספר והגודל של מתח חילופין הרמוני גבוה יותר,

• שימוש גבוה בשנאי כוח.

ידוע היטב שמתח הממיר המיושר הפועם יוצר זרם פועם במנוע אשר מפריע למעבר הרגיל של המנוע. בנוסף, אדוות מתח גורמות להפסדים נוספים במנוע, מה שמוביל לצורך להעריך יתר על המידה את כוחו.

ניתן להשיג שיפור הקומוטציה והפחתת הפסדים במנוע החשמלי על ידי הגדלת מספר השלבים של המיישר, או על ידי הכנסת השראות החלקה, או על ידי שיפור עיצוב המנוע.

אם הממיר מתוכנן לספק את מעגל האבזור של המנוע עם השראות נמוכה, מעגלי הכוח הרציונליים ביותר שלו הם תלת פאזיים: אפס תלת פאזי כפול עם כור נחשול, גשר (איור 1).

אורז. 1. מעגלי אספקה ​​של ממירי תיריסטורים תלת פאזיים: a - אפס תלת פאזי כפול עם כור איזון, b - גשר

להפעלת סלילי שדה מנועי DCעם השראות משמעותית, מעגלי הכוח של ממירי שסתומים יכולים להיות אפס תלת פאזי וגם גשר חד פאזי או תלת פאזי (איור 2).

אורז. 2. ערכות של מיישרי תיריסטורים להנעת פיתולי השדה: אפס תלת פאזי, גשר b חד פאזי, מדרכה חצי מבוקרת תלת פאזית.

מבין מעגלי המיישרים התלת פאזיים, הנפוץ ביותר הוא הגשר התלת פאזי (איור 1, ב). היתרונות של ערכת תיקון זו הם: שימוש גבוה בשנאי תלת פאזי תואם, הערך הקטן ביותר של המתח ההפוך של השסתומים.

עבור כוננים חשמליים בעלי הספק גבוה, הפחתה של אדוות המתח המיושר מושגת על ידי חיבור גשרי מיישרים במקביל או בסדרה. במקרה זה, גשרי המיישרים מופעלים על ידי שנאי אחד עם שלושה מתפתלים או על ידי שני שנאים דו-מתפתלים.

במקרה הראשון, הפיתול הראשוני של השנאי מחובר "כוכב", והמשני - ב"כוכב", השני - ב"דלתא".במקרה השני, אחד השנאים מחובר לפי ערכת "כוכב כוכב", והשני - לפי ערכת "כוכב דלתא".

בשל העובדה שלפיתולים הראשוניים או המשניים של השנאים יש סכימות חיבור שונות, למתח המיושר בגשר אחד יהיו צורות גל שנמצאות מחוץ לפאזה בזווית לצורות גל המתח המיושרות בגשר השני. כתוצאה מכך, למתח המיושר הכולל של אבזור המנוע יהיו אדוות, שתדירותם גבוהה פי 2 מתדירות הגלים של כל גשר. משוואת הערכים המיידיים של המתחים המיושרים. במקביל לגשרים המחוברים מתבצע על ידי כור החלקה. כאשר גשרים מיישרים מחוברים בסדרה, המעגל פועל בצורה דומה.

כדי להפחית את מספר השסתומים הניתנים לשליטה, נעשה שימוש במעגלי גשר בודדים או חצי מוסדרים לתיקון. במקרה זה, מחצית מהגשר, למשל, קבוצת הקתודה, נשלטת, ומחצית האנודה אינה מבוקרת, כלומר. מורכב על דיודות (ראה איור 2, ג).

כל מעגלי הכוח של הממיר לעיל הם בלתי הפיכים, מכיוון שהם מבטיחים את זרימת הזרם בעומס בכיוון אחד בלבד. המעבר ממעגל בלתי הפיך למעגל הפיך יכול להיעשות על ידי שימוש במהפך מגע או על ידי התקנת שני סטים של מיישרים. מיישרים כאלה מיוצרים בתוכניות אנטי-מקבילות (איור 3) או מוצלבות (איור 4).

במעגל אנטי-מקבילי, שני הגשרים U1 ו-U2 (ראה איור 3) מוזנים מהפיתול המשותף של השנאי ומחוברים זה לזה מול ומקביל. במעגל מוצלב, כל גשר מופעל על ידי סליל נפרד והצלבה המחוברים לעומס.

אורז.3. תכנית ממירי חיבור אנטי מקבילים

אורז. 4. תרשים חיבור צולב של ממירים

השליטה על שסתומי הגשר של ממירים הפיכים דו-רכיביים יכולה להיות נפרדת או משותפת. בשליטה נפרדת, פולסי הבקרה מסופקים לשסתומים של הגשר הפועל כעת ומספק את כיוון הזרם הרצוי במעגל העומס. במקביל, השסתומים בגשר השני נעולים.

בשליטה משותפת, פולסי הבקרה מסופקים לשסתומים של שני הגשרים בו זמנית, ללא קשר לכיוון הזרם בעומס. לכן, עם שליטה זו, אחד מהגשרים עובד במיישר והשני מוכן למצב אינוורטר. ממשל משותף, לעומת זאת, יכול להיות עקבי ולא עקבי.

בבקרה מתואמת, פולסי בקרה מסופקים לשסתומים של שני הגשרים, כך שהערכים הממוצעים של המתח המתוקן y האחרון היו שווים. במקרה של בקרה לא עקבית, יש צורך שהמתח המיושר הממוצע של הגשר הפועל במצב אינוורטר (קבוצת שסתומי אינוורטר) יעלה על המתח של הגשר הפועל במצב מיישר (קבוצת שסתומי מיישר).

פעולתם של מעגלים הפיכים עם שליטה משותפת מאופיינת בנוכחות של זרם השוואה בלולאה סגורה הנוצרת על ידי שסתומי הקבוצה ופיתולי השנאי, המופיעה עקב אי השוויון של הערכים המיידיים של כל המתחים הקבוצתיים. הזמן. כדי להגביל את האחרון, משנקים השוויון L1 - L4 מוכנסים למעגלים (ראה איור 3).

היתרונות של בקרה מתואמת משותפת הם פשטות, נכונות לעבור ממצב אחד למשנהו, מאפיינים סטטיים חד משמעיים, היעדר מצב זרם לסירוגין אפילו בעומסים נמוכים. עם זאת, עם בקרה זו זורמים במעגל זרמי השוואה גדולים.

לשרשראות עם שליטה ללא תחרות יש גדלי חנק קטנים יותר מאשר עם שליטה מותאמת. עם זאת, עם שליטה כזו, טווח זוויות הבקרה המותרות יורד, מה שמוביל לחוסר ניצול של השנאי ולירידה בגורם ההספק.

החסרונות לעיל נשללים ממעגל הממיר עם בקרה נפרדת. שיטת בקרה זו מבטלת לחלוטין השוואת זרמים, שכן במקרה זה אספקת פולסי הבקרה מתבצעת רק עבור קבוצת עבודה של שסתומים. לכן, אין צורך להשוות משנקים ובכלל כוח השנאים, שכן ניתן לפתוח את קבוצת המיישרים עם הערך האפס של זווית ההתאמה.