ตัวแปลงวาล์ว DC

ตัวแปลง DC ของวาล์วใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับสนามและขดลวดกระดองของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ในกรณีที่ต้องการการควบคุมความเร็วที่หลากหลายและคุณภาพสูงของโหมดชั่วคราวของไดรฟ์ไฟฟ้า

สำหรับผู้ใช้เหล่านี้ วงจรไฟฟ้าของตัวแปลงวาล์วสามารถเป็น: ศูนย์หรือบริดจ์ เฟสเดียวหรือสามเฟส ทางเลือกของวงจรตัวแปลงอย่างใดอย่างหนึ่งควรขึ้นอยู่กับ:

• ให้การกระตุ้นที่อนุญาตในเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไข

• จำกัดจำนวนและขนาดของฮาร์มอนิกที่สูงขึ้น แรงดันไฟสลับ

• การใช้งานสูงของหม้อแปลงไฟฟ้า

เป็นที่ทราบกันดีว่าแรงดันคอนเวอร์เตอร์เรคติฟายด์แบบพัลซิ่งจะสร้างกระแสพัลส์ในมอเตอร์ ซึ่งรบกวนการเปลี่ยนตามปกติของมอเตอร์ นอกจากนี้ การกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้ายังทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติมในมอเตอร์ ซึ่งทำให้ต้องประเมินพลังงานสูงเกินไป

การปรับปรุงการสับเปลี่ยนและลดการสูญเสียในมอเตอร์ไฟฟ้าสามารถทำได้โดยการเพิ่มจำนวนเฟสของวงจรเรียงกระแส หรือโดยการปรับค่าความเหนี่ยวนำให้เรียบ หรือโดยการปรับปรุงการออกแบบมอเตอร์

หากคอนเวอร์เตอร์ได้รับการออกแบบเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับวงจรกระดองของมอเตอร์ที่มีค่าความเหนี่ยวนำต่ำ วงจรกำลังที่สมเหตุสมผลที่สุดของมันคือสามเฟส: ศูนย์สามเฟสสองเท่าพร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบกระชาก, บริดจ์ (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. วงจรจ่ายของตัวแปลงไทริสเตอร์สามเฟส: a — ศูนย์สามเฟสสองเท่าพร้อมเครื่องปฏิกรณ์อีควอไลเซอร์, b — บริดจ์

สำหรับคอยล์ภาคสนาม มอเตอร์กระแสตรงด้วยการเหนี่ยวนำที่สำคัญวงจรไฟฟ้าของตัวแปลงวาล์วสามารถเป็นได้ทั้งศูนย์สามเฟสและบริดจ์เฟสเดียวหรือสามเฟส (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. แบบแผนของวงจรเรียงกระแสไทริสเตอร์สำหรับจ่ายไฟให้กับขดลวดสนาม: a-สามเฟสศูนย์, b-สะพานเฟสเดียว, c-ทางเท้ากึ่งควบคุมสามเฟส

ในวงจรเรียงกระแสสามเฟสวงจรบริดจ์สามเฟสที่แพร่หลายที่สุดคือ (รูปที่ 1, b) ข้อดีของรูปแบบการแก้ไขนี้คือ: การใช้งานสูงของหม้อแปลงสามเฟสที่ตรงกัน, ค่าที่น้อยที่สุดของแรงดันย้อนกลับของวาล์ว

สำหรับไดรฟ์ไฟฟ้ากำลังสูง การลดแรงกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าแบบแก้ไขทำได้โดยการเชื่อมต่อสะพานเรียงกระแสแบบขนานหรือแบบอนุกรม ในกรณีนี้ สะพานวงจรเรียงกระแสจะได้รับพลังงานจากหม้อแปลงสามขดลวดหนึ่งตัวหรือจากหม้อแปลงสองขดลวดสองตัว

ในกรณีแรก ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกับ "ดาว" และสายรอง - ใน "ดาว" อีกสายหนึ่ง - ใน "เดลต้า"ในกรณีที่สองหนึ่งในหม้อแปลงเชื่อมต่อตามรูปแบบ "star-star" และตัวที่สอง - ตามรูปแบบ "delta-star"

เนื่องจากขดลวดปฐมภูมิหรือขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงมีรูปแบบการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน แรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขบนสะพานหนึ่งจะมีรูปคลื่นที่ไม่อยู่ในเฟสเป็นมุมกับรูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขบนสะพานอื่น เป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขทั้งหมดของกระดองของมอเตอร์จะมีระลอกคลื่นซึ่งความถี่สูงกว่าความถี่ของคลื่นของแต่ละสะพาน 2 เท่า สมการของค่าทันทีของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไข ขนานกับสะพานที่เชื่อมต่อนั้นดำเนินการโดยเครื่องปฏิกรณ์ที่ปรับให้เรียบ เมื่อเชื่อมต่อวงจรเรียงกระแสแบบอนุกรม วงจรจะทำงานในลักษณะเดียวกัน

เพื่อลดจำนวนของวาล์วที่ควบคุมได้ จะใช้วงจรกึ่งควบคุมหรือวงจรบริดจ์เดี่ยวสำหรับการแก้ไข ในกรณีนี้ ครึ่งหนึ่งของบริดจ์ เช่น กลุ่มแคโทดถูกควบคุม และครึ่งแอโนดไม่ได้รับการควบคุม เช่น ประกอบบนไดโอด (ดูรูปที่ 2, c)

วงจรไฟฟ้าคอนเวอร์เตอร์ทั้งหมดข้างต้นไม่สามารถย้อนกลับได้ เนื่องจากทำให้กระแสไหลในโหลดมีทิศทางเดียวเท่านั้น การเปลี่ยนจากวงจรย้อนกลับเป็นวงจรย้อนกลับไม่ได้สามารถทำได้โดยใช้ตัวย้อนกลับหน้าสัมผัสหรือโดยการติดตั้งวงจรเรียงกระแสสองชุด วงจรเรียงกระแสดังกล่าวทำในรูปแบบต่อต้านขนาน (รูปที่ 3) หรือข้าม (รูปที่ 4)

ในวงจรต่อต้านการขนานทั้งสะพาน U1 และ U2 (ดูรูปที่ 3) จะถูกป้อนจากขดลวดทั่วไปของหม้อแปลงและเชื่อมต่อตรงข้ามและขนานกัน ในวงจรครอสโอเวอร์ แต่ละบริดจ์ได้รับพลังงานจากขดลวดแยกและครอสโอเวอร์ที่เชื่อมต่อกับโหลด

ข้าว.3. แผนผังของตัวแปลงการเชื่อมต่อแบบขนาน

ข้าว. 4. ไดอะแกรมของการเชื่อมต่อข้ามของตัวแปลง

การควบคุมบริดจ์วาล์วของตัวแปลงผันกลับได้สององค์ประกอบสามารถแยกหรือร่วมกันได้ ในการควบคุมที่แยกจากกัน พัลส์ควบคุมจะถูกส่งไปยังวาล์วของบริดจ์เท่านั้นที่กำลังทำงานอยู่ และให้ทิศทางกระแสที่ต้องการในวงจรโหลด ในเวลาเดียวกัน วาล์วบนสะพานอื่น ๆ จะถูกล็อค

ในการควบคุมร่วม พัลส์ควบคุมจะถูกส่งไปยังวาล์วของสะพานทั้งสองพร้อมกัน โดยไม่คำนึงถึงทิศทางของกระแสในโหลด ดังนั้นด้วยการควบคุมนี้ บริดจ์ตัวใดตัวหนึ่งจึงทำงานในวงจรเรียงกระแสและอีกตัวจะถูกเตรียมไว้สำหรับโหมดอินเวอร์เตอร์ ในทางกลับกัน การกำกับดูแลร่วมอาจสอดคล้องและไม่สอดคล้องกัน

ในการควบคุมแบบประสานงาน พัลส์ควบคุมจะถูกส่งไปยังวาล์วของสะพานทั้งสอง เพื่อให้ค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไข y ค่าหลังเท่ากัน ในกรณีของการควบคุมที่ไม่สอดคล้องกัน จำเป็นที่แรงดันแก้ไขเฉลี่ยของบริดจ์ที่ทำงานในโหมดอินเวอร์เตอร์ (กลุ่มวาล์วอินเวอร์เตอร์) จะสูงกว่าแรงดันของบริดจ์ที่ทำงานในโหมดเรคติไฟเออร์ (กลุ่มวาล์วเรียงกระแส)

การทำงานของวงจรย้อนกลับที่มีการควบคุมร่วมกันนั้นมีลักษณะเฉพาะคือมีกระแสที่เท่ากันในวงปิดที่เกิดจากกลุ่มวาล์วและขดลวดของหม้อแปลงซึ่งปรากฏขึ้นเนื่องจากความไม่เท่าเทียมกันของค่าทันทีของกลุ่ม แรงดันไฟฟ้าทั้งหมด เวลา. เพื่อ จำกัด ข้อหลังให้ปรับโช้ค L1 — L4 ให้เท่ากันในวงจร (ดูรูปที่ 3)

ข้อดีของการควบคุมแบบประสานงานร่วมกันคือความเรียบง่าย ความพร้อมในการเปลี่ยนจากโหมดหนึ่งไปอีกโหมดหนึ่ง ลักษณะคงที่ที่ชัดเจน ไม่มีโหมดกระแสไฟฟ้าที่ไม่ต่อเนื่องแม้ในโหลดต่ำ อย่างไรก็ตาม ด้วยการควบคุมนี้ กระแสอีควอไลเซอร์ขนาดใหญ่จะไหลในวงจร

โซ่ที่มีการควบคุมที่ไม่ตรงกันจะมีขนาดโช้คที่เล็กกว่าการควบคุมที่ตรงกัน อย่างไรก็ตาม ด้วยการควบคุมดังกล่าว ช่วงของมุมควบคุมที่อนุญาตจะลดลง ซึ่งนำไปสู่การใช้หม้อแปลงน้อยเกินไปและตัวประกอบกำลังลดลง

ข้อเสียข้างต้นปราศจากวงจรคอนเวอร์เตอร์ที่มีการควบคุมแยกต่างหาก วิธีการควบคุมนี้กำจัดกระแสที่เท่ากันอย่างสมบูรณ์เนื่องจากในกรณีนี้การจ่ายพัลส์ควบคุมจะดำเนินการเฉพาะสำหรับกลุ่มการทำงานของวาล์วเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องทำให้โช้กเท่ากันและกำลังของหม้อแปลงทั่วไปเนื่องจากกลุ่มวงจรเรียงกระแสสามารถเปิดได้ด้วยค่าศูนย์ของมุมการปรับ