ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
ПО
ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
(публикуется с купюрами)

•.
·.\
.
•
.
.
.·' ,·'•·
•; :~~ ....
та:кие же гармоники . в сет и переме~ного тока и •в. цепи , ncici'p~
янногэ тока, как и д~енадцатифаэныi! прео6раэоватёт.ь~. · пФэто­
ыу. каждая полуцеnъ в норшur:ьноц режиме содержит ;ч:~~ное :jиoJio
:вентильных ыосто:в. Как показал;,: исследования, .УJ!9nиче1t·ие· - •
числа последовательно вЮiюченных мостов 6лагопр/4fно · сха:эы-
• ваеТСЯ Tf)..IO!I:~ 113. ПрОТ8НаНИИ перехОДНЬIХ ПрОцессоi;;; ВОЭНЙ!СаiJ­
ЩИХ при нарушениях нормальной работы вентилей; · ,цр~<:цропус­
:ках эажига)!ия; обратных эажигавиях, пробоях~·; • ;;~/);. • ,;
.·:: '
.
в · в.ос:ьм:иыостово~ схеме даже при noлнoц .::~ь1xot1J.~::1:P,.~6Qt, •
.ты
одного моста обеспечивается с помощью шущrирх~рщ~~Q:!щ~па-.
рата (6) :ВОЭМОЖ!!ОСТ:Ь СОХр8НИТЬ !IОЫИНаn:ЬНУJО MOЩR.OOT'; i•ц~p'~дli':"'
чи эа с.чет не6ольшой 1 допустимой перегрузки оdорудо:iан~я~ • •
в четырехмостовой схеме, т.е. при д;вух мостах_ в цолуц~~.,- пе;,, •
• · .1,1.едачи, •нарушения работы одного моста в 6ольшинствJ ' 9лiРЩ9:в
приводят к :выходу из строя всей полуцепи. • •
·'
.. ;:-,·-,;,;,/
С целью повышения надежности работы схемы и сци~ен,·,_,,;\: :-•:.
вероятности сквозных аробое:в ' и обратных: зажиrаниrt':.в·: i~щ'. ??' •
~ ··~
плечо мо ста ВЮiючено два вентиля ВР-9. Следо:вательно,в· но~
мальном ре~.име вентиль работает при поло:винноц нап11 яжеви~ lf~
..:
.
"'
.т.е.
при 65 кв. обратн ого напряжения, и лишь при• нарушенц~ · •
элен:тричесiюй прочности последовател:ыiо· с ним :вк.,--rю11е1i~о:~:10 . . '
,
.
.
,
•
.
.
•.
, •..
•• ~J.
вентиля оказывается кр а тковременно под номинаJrъныы напр~ще- •
нием: 130 юз. Эдесь следует отиетить, что для получения ана-
~
.
.
.
Jiогичнш условий в четырех.мостовой схеме потребовадось оы
:включить . в каждое плечо по ·3 +4 вентиля последова тельно. Как
показывает опыт эксплуат ации подоо ных преобразов ателей, это - ·
не при.водит к ожидаемому п'овышению эксплуатационной н~ежно.;._ . ~' ..:·
сти, поскольку появляются такие·н ежела.т ельные явлен ия , как
перенапряжения при nропусrшх зажи гания одного иэ :ВtЩТиде й в
• плече,
.рудность равномерного распределен ия напр ,жений .1о1-~ж..;.
ду :венТИJIЯ!,!И, необходимость приl.!енения сложных Mt :r одов .i!ди­
кации. дефектных вентиjrей .
.
• . Главные трансформаторы (5) на каждой иэ под~:•.rанций ·ПО
условиям изготовления :в пределах жеJiезнодорожного габарит~
• выполнены в :виде групп •.14.Э тре х однофазных трансформатор ов.,
• 'фи~ающих д;ва моста, Каждая трансформаторная группа и~.~еет три ·
обыотки : сетеву-.lО, через I.J TOpyю :1)μуще ст2ляется связь С ши­
наци 220 кв переменногсi . т,ока, 'сХiАную 89 кв для n.11•аiшя вен-
'
::~ 1
111
.. •..
.
1
,~~ ...
.,
.,
J
·.,
1
.

,
.
22Ок8
..
.
.
\.
(,
10>.11
-
.-
1-
--:-----
1.
-
. ~11
••
:.., -::. .,.JL _ _ -
Рис. В-1,а
.
-6-
.' _,.·· ).
I

(1'
!т
--1i,,, • '
.у
'
1
i/
L....;.____
,.•J-4
'
~·-~?~
,,
Рис.В-1,5 ·r ·
-7-
•
1
:..
11

•·•
i•
'..-
,ил:ьных мостов и .!rретичну~о - i'э,8 1аэ, к которой подюrючаются
• р_егулировочные вол:ьтодоб~очные трансф;рi.lаторы (7) и гене­
раторы (8). Все 061,!ОТ!Щ .i>'ас~ещены . Jf!3, ДЕе ветви~раэмеще1шые
• :на разных стержнях _ ~а.г-~иф9niо~я}tа. Обе ве~и сетевой 001ют-
,юt соединены параллел:ьн? !Чтр-и'·бак:3- _. тр~:нс,т:\)матора. Оое
ветБ,t третичной оdмотки на ,Врд_f.QГРадской уодстанции ,соедине­
ны параш:.елъно :вне бак-а трацрформатора. 1 lt- .jiИM подключаются
1;1енераторы (2 на групду) ~ п~рвичные о6ыотки регуд.ировочных '
.,воJ1ътодо<5авЬчных тр~нсф?рматор,о.в :. На трансфор~tаторах Миха'й­
··ловс1,ой i101iстанции одна ветвь iретичной о6мот!ш соедюн!iна в
.
,\
'
треугол;ьник и подм10че1iа .се перв~чной о6мо:L"ке волиодо6авоч-
ного -~ансформатора, а другая, сdздю~'ена в э:веэду и оставлена
разо~rкнутай.
•~
•
i,\
-,
1
•
Воl!иодо6а.вочные трансфорμа•tоры (?) предназначены ддл
обесхfеqения рационалъных режимов рабохы элеюrропередачи nри:
р~;шчных значениях напряжени я на шинах 220 кв и: ю.:еют по ~2
ступени_ _р.еrушфования с nредела.ыи :!:. 215 кв. В·rоричная -реrули-
i,, \р уе~ая- • обмотка ВОJIЬТОДОРаJЗОЧНОГО трансформатора собрана В
'·
з.везду и 'riр}1соедиияется к J.Сонцаu сетевой оомотки. гдавного
\.
•
.
.
.
.
.
ТР.ёнсфоры. ат. ор~~- формируя та1сиi<1. о6разои нулевую точку этого
, ,· т.Рi~сфориа-тора., С целъю фиксации потенциала нулевые то .чки
..
.
..,_
.
.';
.
.
.
_.
.
.
.
, с,х~Мl~ обцоток -- на ·обеих подстанциях, а также свободной тре-
, •ти~Ji,9 'й обliо~ки на Михайловской подстанции заземляются.
.
• .·) ,\.•
r~~ные трансформаторы (5) на обеих подстаНJ.{ИЯХ IШCJIJ~ -
• \9ди11щrов9~ исполнение.• для обмоток трансформаторов Волгоград- ·
• с.кой подс;анции ноыинwrъные напряжею1я. составлщз т 252-89- .
..:rз,в щi;~ цощности соответственно: 270- 2xII2,5 -270 Мва;для
'l'Pilli-C®pua:rop~в ·м.14Хайловской _подстанции 283-89 -;-IS,8 кв и·
2?0 ~~Ц2,5 -~80 Щ1а. •ВыорщнiЫе значения мощнос:rей о6ыоток
.
.
.
{
.•
.
.'позв9ляют nо.1!,1,1шать и:сщность - nередачи на 20% в режиuе _ длитель-
.
.._
,tн,, , ,
ной пер,-· гру.эки · -
...
•.
'. . ; Ит, ,{, . схем~ прео(jраэоDа~елъной подстанции фор1щруется •
•из ч~т~., уех со'"n\енных последовательно усло.вно-;цвенадцат.и­
ф~эны.i . дрео~р~·ов'ательных ' блоков, СОСТОЯЩИХ каждый ИЗ ОДНОЙ •
,.,paнcфqpм~ir:i:PHO:! rpynii.J,{ ' (5) .и двух B8ll'l'i1JIЪHьtX !.!ОСТОВ ( 2 ).
•'·
•
",':J-
.
't-
\
.
•
.
.
. J_{;.хд~иr· nр~-о-6ра.оват~1ьный
олок и:.~еет самостоятельные систе-
~ы. ceтoч:i(i:t'd .'уп.равленlfя, регулировании и защиты. На стороне
цo c тo 11nuor~ 'т~~щ все lo!OC'rbl О6'Ьедивены O,4НОЙ общей ШИНОЙ (Э) 1
•;_
.,.
\
·_, : .. ,.;·
••l~...J·
,'
\.

,·
',i
.·. ,:/::\{)\?/•:;/'. .
средняя точка которой 11q~У.ьrючецн=1; it · рщ.ооч.:э~у эaЭ'.:)lli'!'eHИJQ ( 4) .
,
Схема построена :rа~щЪ!, оФ"ра,з)'ц ; ЧТО n случае йео.бхсдИ·•
МОСТ И ВЫ.ЗОД<l ИЗ ЭКСПJiуатадиi,1 g1юqо:ГО ЭЛСЫ0НТU. (TpaHC(J_)Of}Mcl- • ' •
•
•
,
.
•
•
..
•
<;,.,
••
f,' "
<
<
тор, мест, JIИiieLЩf:!~: :p~~;d't. и; т ,д.) электропередача 1чрдол-
жэ.е·r ра6ота.~:ь при · п,он~1!дн~й • мощности, а к в;,,..веден~с.:9'!:.!уi. эле ­
менту схемы 0'6~сп~ч:,#::;1~1q,rt;,..дgступ ,/{Лft ре1щнтного irepcOi!W!a • .
На Волгоградскь~;}J;\С~G'L'Днц-ии, к rшждому прео6раэQ:вател:ь"
ному бльку· прЙсdе'ю<i'~е~-1:f , 2 i•~нeNTOP!!- (8) . Благодаря ' этqд:у •
"•·.!,
·, );.,..
'
эд~с:ь 1⁄4Сitлючается ·.z.щ?J:tная ;rрiэ.нсфЬрыациR (генератор-траJ3⁄4с-
фор,~атор -ШИНЫ :вμсрКОГО '.frапряжеi:!ИЯ ll за:rем лин·,ш передачи
шины 1,рео6раэо.вательной подстанции -трансформатор-мос:r) и , .
следо:вательнd, уменьшаются: капит·аловлоJ!tения и пот~еР!<'l энер-
.Гии..
•
~
11,, •
....
•.•
1.'
•
".
,
<·~
п·о изоляции схемных обмоток о:rnоситед:ьн:о земл" глащ;ые
·:rран~форматоры (5) разделвются Ra два типа: 200 kв ' для приf. .
соединенин к Мостам No I и No 2, считан от заэеш1енной c;pe j.ff·;
ней точки подстанции и '+00 ке ,. для присое;цi°fющия.. к: мoc"J;~i 'А
No 3 И No 4 . По условинм защиты от переiiаnряжеiнiй ':к О~МОТЩ1 '·
трансформатора 200 кв, соединенно~ :в звезду, I16дюrючае,тсti'
:мост N? 2, а к такой же обмо-~:ке тр-ра '+00 кв -мрат Но '+ ;~
•.
ji,
:
'
'
•
Схема каскадного соединения: мостов . и зазеw,е!:f.ие " сред-: ·,·
"
н~й , точ1щ_ позволили выбрать фиrссирова1-шьнi· урЬ_в~1Р 1\3...,QiЯЦVj~' i :'
для элементов подстанционного оборудованиri' .с учетоu расщо-
,.
..,
. :~;;
ложения относительно заземленной средней :~;очЩ,J.. •Иэq,l'яцин
•
:t ! ' ::-....·' ~
.
.
.,
r/'·.
,...-.1?•. ,. --: • ·ir
вент~шей в преобразовательных мостах относительн;:, . 3е11ли .
,
осущест~ляется двума ступенями: перв'а; с;уnень ,::: о~орная
.
;.;~.. ,:.
•';.
ИЗОЛЯЦИЯ !!Ла'l'фОрМЫ МОСТа, ОО"'аЯ .Ц~ft 'всех ЕуИТI;.·~!}~:+ч_:9р~н,- · , . /:::{,~ , ·i
индивидуальная изошщия вентилеt\ относитец:ь_,щ г.ла:iФ~рi,!f. ~ ' ••
•if',•· :
.
,
•
.
•'
~ •·•
~·•·•'
1,•
; .; ._l: ..j'if' ' l';,;'I .'. •
Для четш:>й фиксации 11ро1.1ежуточногrУ nотенц!1ал'а , ма:т:,!)ОР!ДЫ ,q9"" .· . f'••
•,..
•
следняп присоединена !( одному_ ИЭ полюсо~~fмЬ~~~~,илишачше~r/ о;, .:;: -~ •;.! : . • ,:
1, э емле). Применение пла:rфор1к промеж:t~оwщгоii?leнц~
.
поq.:-•', .'(., , , , ..
·волил6 унифицировать. ооорудование li(iCT9~ ~ 'вс<;: 'МОqJЫ выnьщ;е ~,;l:.,,;, ~i .;:.,;.. , : ,
ны ·одинаково,· по мере по:выщенин выпрям.'iенн9го i!н~прнжещi,r •• ~--·?}.' ~: ., . • •:
,
•
,
•
•
'
•
•
'
.~
•
-
•
_ ;,L
•.
· 1-i"
,,i , """"· •.'
;.
увеличивается ш1шь опорная изоляция платшор!,1 , мо:9тов .• ., .
На выходе полюса ышии _электроп~р,едачи из под.6~ан,g.-J11 . . ..
уста~авливаются раэuядники (9), iыходное., устройЬ~в6 ('!Ю} 1( •
•
.,.
;,,r
•
') ',
•~
:высокочастотный фильтр-и&. рис. B-I-;a,6 ,nо~~эано : од~о звено
•..~
!,;
\
.
_.f
~
-
9

(II) каждого фильтра.
t
Высоковольтные измеренйя на стороне постоянного тока
• производя:rся пр-1 щ)r.s:ощи с:нщ,tа,тьно разраоота.ю1ых измери­
тельнщ трансформа1"орол постоянноr,r напряжснил на 400 КD и
тока на 900 а, измерителы1ь:х де.1н1телей НiiПряжения: на 400 и
200 кв.
,
.,,.
·.
• Реахт~:sная uощност:ь,
по:rре'блд1м;я '1iрео6ра.э о:эателт,~и на
Волгоградской подстанции, ко1,шен9ируется ге.uера1•оршш ГЭС,а
на Михаfulовской подстанции - ко1171енсаторю,r11..11 6атар1зя1.ш (I2),
включеню,ши: на w;,~н'ы 220 кв перемеп1,ого тока. 06щна мощность •
конденсаторю.:х оатарей 8х400 !.!ва определ.е,rа по усщ;винм ра-
-~
60ты подстшщии . :в инверторном режиые 11 ооеспечеи;t.я при ~и:оц
на Щ.Иhа.х ,220 ю, коэффициента r.нщности, ра:вного едиюще.
Одним _,:;,. ·· р едотв ;,, о:,шенсащш реактивной мощности при
прео6раэован.нrх электрического тока я:вляе·:,;ся применение 1,ом­
пенсац~rонных nрео6раэ_ова::.•е ло :1, которые отличаются от обыч­
ных наличием ко1,щути:рующего звена, содержащего трехфазнJrю
группу коuмут:1рующю.: конденсаторов. Использование конденса­
торов в компенсационных nреоораао.ва~елrос может бытъ более
эффективным, че1.1 при непосре_дотвенном вкдючении их к сети
nер~менного' тоr{а.
• ·, Рассмотрин подроонее схемы, устройст.во ,1_ назначение от­
~елъных ~лементов г.рео6разователъных подстанций.
В схему вентильного моста (р,:о.В-2) для оdеспеченяя его
надежной работы кроме г;10..вных: вентилей (I) -:включается ряд
.
'
'
•
дополю:~ел:ьных элементов.
Дл~ ·равноi!ерного распределения напрmкения между венти-
;1яwt , плеч:э, мост.слой_ fХемы в непроводящую часть периода пара­
. ллельно
каждому вентилю вУ.лючены емкостно-омичесш1е де;ште-
, лi1,' •каждое звено t2) ·•которых состоит из 1,онденсатора е1.шо-
,:стью 5000 пф . и _соi:Iроти:вr.енин 1000 011.
Последо:вател:ьно с каждьш :вентиле~~ .включен воздушный
анодный реактор (3) ИНду1,ТИВ!lОСТЬЮ l ,5 МГН, предназначенный
для огращ~че;Iия :roICa разряда собственных емкостей схем1-..1 че­
рез веtтиль в иомент его ;;;ажигания. При отсутс твии реюи.'о­
ров на ток :в вен~ иле , r,оторый относител:ьuо медленно нарас­
тает после его заж,,rания, нащrады:ваются колебания с часто­
той порядка 250 кгц и а11плитудой в неско;~ы,о сот а!.!пер. Это
. .IO_

'
.,
.
•• .//
i:
;,:
.
,.
Рис. В-2 .
-П-

может привести к прерывkстому зажиганию вентилf' Пр1i B1" ~JJ,\{)
че•нньr:х реакторах частота и амплитуда z.олебаний э1:аt.'ЧТет.т ::­
сн ижа:отся: (до IO-i -70 Ю'Ц и 150 а) и прерывистое эш:иганr.t·• ;,1J
УJiючается . • ,\:rодные реакторы :вьrпошtнют таю,:е ф~Iщии сниже­
ния импульсных раднопСJыех, ъ:аторые излучаются nодстанцион ­
н~й О!!!ИI!ОВ!{ОЙ при ЗФi{Я!'В.:НИИ :эентv~Jiей .
•._
В ЖJм е;;'.:: поrаса.нип н: :вентилю скачком nриющцьuзается об -
рг.r.rноо напр.fD::еиие~ 9т.а приводит. к nо:зни:кновению .в схеме коле­
оз.н и :\i ~ас2:о:rс}И по1Уядrtа нескалъхих килQгерц, 1сот.орые могут
уjs е.iТИЧИ 'fЬ пр~,: 1~лады"tа0мое к :вентилю нэ.г1 ряж ение почти :в д.ва ра­
з а по сравнению u расч0т rшм значвF.ием величnны 01.ачка.Вслед­
ств и а этого сущгс11.вен}!а повышае:r'ся зероятнQст:ь ООра.1ных за­
;':(игuниИ (и.пи np5t1~ыx. прQ6оез). Для деынфирования этих колеба­
ний предусыатрн:;зается 1ш.дючеш1е R,C - цепочо:к непосредст,вен­
Р.О на зходе uac-i'a на за:;ш1йх схемных обмоток главного тр ано­
форtiат ора (4 на рис. Е-2 и R6, С6; R7,C7 на рис. Е-3). Параме тры
демщfш ру-..оц~rх цепочек падо }1раютсн, исходя из расчета требуемо­
го oгpai-r1iчeниrr nе.Jrичины с1(ачь:а напряж.:нн1я. и с~~рости его на­
ра с:та1:шn, :ка;t это предуuмотрено тех~шчес.киыи трсбов_а:ш.1,ши на
-
А'!"" ., '
(ВО -
,,?QKS
\
. u ~, :.и.'.v.
кв'· '-
град.эл.1•
,1,В не'1щторых аварийных реюн,r.ах,например, при о6рьuнэ дуги
:аент;"rя, прог.уске ы~и запазды.вании за:,;:игаrшя , могут :возню:ат:ь
услози н, когда все нi:lпряже ю1е, приходнщееся на 1шечо моста,
прш'.ладьmа етса ·rодыФ к одн:жу вентилю. ато може:r предста:влят:ь
опасность для анодной иэол;щии вентыля, а ~-акже для изоляции
всщщ::~r.,рlелъно'fо ооорудов ания •(анодный реа;rтор ,делитедь напря­
жения ). ?аз рндпики • :t ус тановы:нные .в схеме, подстанций, но мо­
г ут в ;.;JT0!.1 случае защитить а:вари~ный :вентиль, · так как ош1 рас­
сча:rаны на эе.щиту всего плеча, -zо-ост:ь на напрюкение, которое
,!о::;ет вдвое превышать значение церенаг.ря.жен1ш, допустимое для
од;; о1·0 :вентиля. В с:вя.зi. с ЭТiШ защита оборудо.ваюш от :внутрен­
х;;х переь:а~1]:нr:.-:еш1й вюriJчает :в себя установку на каждои .венти­
ле ие:;.;ду е.нодо~ и ;~ато,z;(ш шунтирующего (защитного) проыежут-
ка (5), проGиJЗное напрн.,:эние которого согласуется с · э:пектри­
ч :::с:i: о :i пμочiiость:J ы:еие1:1ов анодного узла (225 к.в). Дуга1 :воз.,.
" ' " '""U:" R "а отхрытоы ис,·:р;:,:вом шунтирующеы i:rромеж~ке, погасает
ср2з у п осле: того, ю,ш Е.JЗр~:йный вентиль начинает nропускат:ь
- I2-

..
'
41
1.
Между поЛ!йсаыи моста :вКЛJQ.чена цепочка шунтирующих вен-
:~ 1/iл:е:Р. (6) и шунтирующий аппараr (?). При нормальной работ~
ы;;-:,:~е. iи:,'Н·.rирующие :вентили заперты, а шунтирующий аппара'l' •
г:э~ ОМЮ!У'!. При аварийных ре:1шиах моста ( обратное зажигание,
,Iрr-рыв и!{Вертора) быстродействующая сеточная защита. отпира-
,z,f шунтирующие вентили ,{ запирает рабочие вентили это1•0 мо­
ета. Вследс-.rвие этого ток через рабочие вентили прекращает-
ся, и то1с передач,~ замыкается через шунтирующие вентили.Сriу- f:
стя o,s+o.; сек. рабочи~ вентили :вновь . отпираются, а шунти- ~
р:,'Ющие ~ эаnираютс~ и nроиэвод11тся перевод тока с шунтирую-,
цих на рабочие :вентили (автоматический :ввод моста ищ1, со­
кращенно, АВМ). Если за вреия работы шунтирующих вентuей
условия ддя нормальной работы ы:ос'l'а ~е :восстанавли:ааются 1
то-есть нарушение устойчи:во 1 то после неуспешного JuЗM про- ·
и~ходит повторное зажигание wунтuрующих вентилей, а затем
включается шунтирующий аппарат. Таюн~: обраэои, мост :вwзодит­
ся из работы, то:К передачи проходит через шунтиру'ющ11й аппа­
рат, остальные .140СТЫ на подстанции остаются В работе. Размы­
кая разъедию<1тели между схемной обмоткой главного -.rрансфор­
матора И MOC'. r0)( 14 между ШИНОЙ ПОСТОflННОГО -.rока И МОСТОМ,140:11:~.
но получиtъ доступ к поврежденному мосту для осмотра и про­
ведения ремонтных работ. Закороченный шунтирующюл апμ~ратом
мост вводится в работу пухем подачи охп,ираюiцеrо импульса на
.
.
шунтирующие вентили и последующего раэмыкания шунтирующего
аппарата. Для надежного перевода тока на шунтирующи,е :ве~тили
операция размыкания шунтирующего аппарата произ:водится в д:ва
такта. Шунтирующий аппарат АJJПЗН, сконструиро.ванный нi:i. базе
воздушного выключателя типа BB-IIO, имеет дуговую к&меру, в .
которой в течение некоторого времени мЬ'жет поддерживаться
.
·•
дуга , pauoчero тока передачи, и соединенный с ней последова-.
тельно отделител.ь. Одновременно с подачей отпирающего .ш-
пулъса на шунтирующие. вентили раэ·мыкаются дуговые контакты
шунтирующего аппарата. Если ШУR'J!,ирующе .~.ентили зажглись и
ток переходит на них (падение н·апряжениi па вентилях wеньше.
чем на дуге АШВН), трансформатор.тока· (8) в цепи шунтирующих
:вентилей дает сигнал на а.втоцатическое • отключение о-rделитеnя
АШВН. Если по каким-либо причинам (погасание·· ;цежурной дуrи
возбуждения, потеря управляющего иыпрьса) шунтирующие вен-
- I3-
•··u·
•'
'
... .
~ • ·.•~1
'::.:,~~.\i,jJ~

:rи.ли не зажглись и ток на них .- не пере,uел, дуговые коита~<ты
через О ,3 сек. автомат ачесю1 эам!:lКаются, 11 шунтирующий аn па­
ра1• Тf.щим ое5ра3011 остается в.кл.ючеиннм.
Для уменьшения токов, про•rе;сающих через аварийные и дру­
гие :вен·:rюrи при сквозных ооратны.х зажиганиях в плече моста,
на Волгоrрадс1tой по,,станцю1 предусматр,u~ается Б!W.ючение то-
1соогра1шчиващци:х воздушных реакторов мешду выводами схемных
оdмо~•ок главного трансф::Jр.Lатора а :вентильны.ми ыостаыи. Для
дем.пwированин высакочастотных колее5аний, возюн•:а:ощих при за­
жигщ1 ,н1 :вентилей, пара;rдольно реа~стораы вю1Ючены цепочки
17, С . На Михай.JrовсRой подстанции тою-1 ое5ратного зажигания
ле жат в допустимых пр:::;п.елах dез применения тоrсоограничива.ю­
щих реак·.rаров (поскольку генерэ.т::>ры удалены от подстанции).
На выходе· nошоса линии из подстанции устанавливается
выходное устройство (I0 на рнс.В-I,а,б), щ;едставляющее со-­
бой коыrшекс оборудо.ваш,:я, предназначенного для снижен.ин
пузrьсаций тока и наnрю.rсниn в линии, ограничения величины и
скорости нарас'!·анин аварийшц токов при цорот1шх замыканиях
в линии и при срывах инвертора, сглашшаная f;олебательных
проце,)со:в, могущих :вы.звать перенапр,JZ(ения на линии или на
полюсах подст_анци~, и ограш1чения свсрхта1-ов ,н:оторые могут
протекать через :зентили в некоторых а.варий~ш.х режиuа.х из-за
разряда емкос'l'И линии.
,Основным звеном выходного устройства является Т-ое5раз­
ны!i! филир, состоящий из щшеnнаго реактора. и включенной
между средней точкой :этоl'о реактора и землей цепочки Lcp ,
Сrp. Фи.льтр -ае5еспечивает снижение пульсаций тока в линии
до уровня, лежащего :в , пределах нормы по условиям ыешающего
влия.чия на устройства связи.
--
-
--
-~;;~;Р~;~ающ~fl ;,,:,~;сть tp, вхадrIЩая в состав выходного
устройства и БКЛ.'Оченнап :.ю,;r~у палюсом лин:щ и землей, пред­
назнаt;е~,а для устраненая резонансных перенапряжений, могу­
щих зоэникнуть при аварийных переходных процессах: :в случае,
если сое5ственная частота колеdательнога контура, состоящего
из вы.ходного устроНства и распределенной емкости линии оудет
близка к 50 ю;:~ 100 гц. Величина емкости Ср пад61,1рается при
испытааиях линии после её сооружения. •
Высокочастотные колее5ания; возникающие при работе :венти-
- I4-
'..
t

,лей, проникая. :в линии посто~>.нного и переменного то1<а, мо-,
ry'!: :зыэва'!:ь радиопомехи и влиять на рае5:>ту :высокочастотной
связи (по проводам линии). Длп борьбы с этим юшением на
rщцстаiщиях предусмотрена установка nысокочастотш,~х филь­
тров , выполненншс в виде Г-образных L,C эвеи:ьев, каждое
из 1соторш включает :высокочастотный заград11те,1ь индуктивно­
стыо I , 3 Ml'H и конденсатор типа СМР ЕН.ЩОСТЬЮ 15000 пф. На
обеих: подстанциях на выходе 1-:аждо1'0 полюса люши nюшчены
по четыре таю1х звена, соединеапых посJlедова•rелъно. Анало­
гичные фильтры ус·rанавливаются на Михайло:вс1tой подста;щю,
D цепи сетеБой оомо·.rки г;rавных тра.нсформатороn и на ВЬiХОдах
л1шиИ 220 к:в. На Водгоградской подетаиц..~и высокочастотные
фmп,тры на стороне переменного то1,а не устаиа:вшrnаются, их
функции в;,шо1шяют токооrра~шчивающие реаJtторы.
Схема ,нщючения 3~щитных :раэрндшшов и устройстз для
:выравнивания на.пряжений и деыщ(щро:вания колеСiЭJJий приведе­
на на рис.в-а.
Ограничение внутренних nеренаnряжений на л.1ш1ш переда-
чи обеспечюэаетсн 11рQrра1.1i,,лрованием раооты сеточн()й автома­
тиюf при коммутационных, операциях: :вк.лючения и отключения
передачи, а -ха:ю.:е ВУ..лючением на по,~юсах шшии расстраюзающих
емкостей, устраняющих возможность резона11сных перенапряжении.
В результате этих иеропр.иятий внутvенние перенапрюкения в по­
да:зляющ.;м большинстве переходных nроцессо:в не nре.вышают ·по­
лутора~сратного _ра.боч1:го напряжения. Однако в случае отказа
сеточной автоматики не исАЛючается воэмо:tшостъ возю1 ю1овения
эначител:ьно более высоких перенапрrокений. Дш1 защит ы от этих
перена.'1ряжений в схеце предусl.{ОТJ:,ено ' iшлюченис рг.зр пднико:в'.
Разрядник Р, ограничивает nеренацряжен11я н~ л1шии пе",
редачи и 3ащищает от nну~ренних и атмосферных перенапряже­
ний глаi:ную изоляцию реактора и подст.анционного оборудования,
раэ~ещенного ыежду линейньш реактороы и линией. Вследствие
бол:ьшой индуК'.сюшости динейного реактора Lp атмосферные пе­
ренапряжения, которые могли бы пгедста:вить опасность для
изод~щии, :в пределы собственно преобразо:вател.ьной схемы не
проникают. Защиту изоляции полюса преобразователя выполняет
разрядник R , иwеющий такие же хара.ктеристики, У.ак и раз­
рядник Р, . К разрядникац не предъявляется требование от-
- 15-
.1. ··

:t.4001<8 !
(\
.q
Рис. В-З
-16-

•
,1шючеиия соuровождающеrо тока. В случае сраба:rыванин раз­
р.F.дншса сеточная защита о:rюпочает одну полуцепъ передачи
и через ин•rер:вал вреuеuи, достаточный дмr восс:rано.вленин
эдек-,'рич:ещ~ой прочности разрядника, автома-rически :Вl'.люча­
е:r· ее снова. С целью отстройки разрядника от сраба~ы:sаний
в бодьшинство ожидаемых в эr(СПЩ/атации переходных процес­
сов, нижш1й предел разброса его лробшшого напряжения вы­
бран рюшым полутораr,ратиому 1,аnрт:шн.и10 линии. Верхний • •
npeдeJl П!)ООИ.!ШОГО надр.НЖеНИЯ разрядника ('720 ЮЗ), ра:э:НUЙ
I,7 раGочего напрншеюн~, и определяет урi.>:вень максимады1ых:
перенапр~1жений, могущих воздейст.воват:ь на изоляцию линии и
подю,ючыiи.01'0 Jt НGй подстанционного оборудования.
•-
Защи-rа изоляции платформы промежуточного по тенциала
П моста выполнfштс.н разрядником А , Ш-го моста -разряд­
ником Р5 , r:r моста - последовательно соединеаным.и разряд­
никам.и ,q. и Рз
. В схеыу защаты оборудования,
неn Jсред­
ствевно соединенного с вентилями, входят кроме разрf!Дников
шунтирующие промежутки ПШ (5 на р11с. В-2). Главная: .изоля­
циn схе1.шой о6мотrш .моста· I s защищается. двуыя последо:ва­
тельно соединенными ПШ, обмотюli моста П - соединенным.и по­
след◊вательно разрядшшами Р.з и R , обыотн:и моста Ш -
соединенными последовательно разрядюп,:ами Ps- и ПШ,о6мот...:
:ЮI моста I.Y
-
соединенными последо:зательно разрядниками
Р5' 1 P_g и Ji. Высоковольтное оборуд◊:вание , размещенное
внутри моста (индивидуальные изолирующие тр-ры, измеритель­
ная аппаратура), эащищаетсн разрядниками А и )1 и проме­
жутками ПШ. При срабатывании "аэрядн~,~о:в А, Р4 , Р5
:вюrючаются шунтирующие аппараты соо:r.ветст:1:1ующих мосто:в с по­
следущим А.ЕМ.
Длn обеспечен~ш равномерного деления напрr.жения, при­
кладываемого :в некоторых переходных процессах к последова-
тельно соединенным мос:rам со стороны линии, между полюсом
подста1щии и зе1.1Лей предусмотрено :включение мощного емкост­
ного делителя , к звеныш R1, G которого присоединяются
мосты. Емкость Cf одного такого звена составляет - 240000 пф
и. значительно превышает со6ственные е.м.1<ости подстанционного
оборудования. Последо:вател.оно с емкостями :включены также :вы­
соковольтные активные сопротивлеnия R1 , выполняющие фу-,щ-
- I7-

цаи демлфирс:ва!шя :!\олеба.ни.й, могущих воэ1ш,шут:ь между по­
' люса.ми падста1щий .в накот::Jр:,r.х переходных nр::,цессах.
В предела.'t м:юта таюr:е тре6уетстт прю1.енени:е 1.tероприя­
тий для nz,,:ра.ыш:вааиn юшряжеюrй ме'S-ду а1:одноИ и катодной
груnпшн1 вентилей, которое р,Jэко иокажаетсн из-за оольшой
собст1JеtIНой емкос~.и на эе~.шю с:х:емБОй оом:J:!!Юl главного тран­
сформатора. Для: этой цел;,. 1.1,~жду каждой фазой схе мной обмот­
·ки и верхня!L полюсом мо;:;та ,н;лючаются е11..s:ос:.си С2 , С3 ,
С,., С,. (:вместе с демпфирУ',ощими сопрот;L~лы-шями R2 , Р3 ,
R4, Rs ).
Схема расrrредед,и:ольного устройства средней точки под­
с1;анц,ш представлена Ба рис .В-~-. Средння :rorп;:a подстанции
на с·:оро:-:е поот::>Р.янога тоЕа "С;уществлэ,:а в виде соорнО1⁄4 ши-
1ш (I) и присоедюн;е~: crr rc рабочему за;-;r:;м.,1и1'едю (2), рассчи­
танiщму на длительное прате1,:а~-ше ношшашного тока переда­
чи"' С целью за.щиты Мб'!.1аллических инструн::.;ий, располОженных
:з <)е1рн,, от рэ.зрущениf! то,шал в зе11.ле, рабочие зазелшители
. от; ;есе ны o·r под::тс",1щий на рш:ото,:ние:
26 ,5 rщ на Волго-
градс!,ОЙ щ)дстющ.,:и и 32 ю1 -на Михаv~11оr;ской. Gnfi3Ь между
раоочиы заземлеш1ем и преаоразова:;.'едьной подстанцией осуще­
с1·влf1ется эаз(; м..тrпющей линией (3), которая вычолнена воздуш­
н:Jй, с двукн изолировюшьн.ш друг от друга проводами. Выход
из ~шждол подстыщюr Выполнен двуын ка6елшш ( 4) напряжени_­
ем IO IOJ д;rин:Jй 2-i-2 ,5 ,о,:. I;ри работе передачи' д,вумя полу­
цепнми в сшшетричнол; реы-11Jе т:J1, в зазе~L"1Р.;0щей юшии отс~,т­
ствует, и патыщие~, средних s.'очек преобразовательных под­
с•.rанций равен нулю. !lри раб:не одной п:.щуцепи в унип:Jлярном
режи:ме потенциа.;--r среднеИ точки равен падению напрнженин в
ра6очеы заз е1.шении и в зазеw:яющей линии и при н:Jминально1.1
токе саставляет окола 2 ~:в. В аварийных режимах возможно
поя:влеаие sначательпых перенаnрнжений, поэтому распредуст­
райство средней т:Jчю.: выuолнено на ~,:ласе изол~щии IO кв и
вк.пю чает 1,омпле1:с устрQйств sащаты, измерения тока и на­
п_р,;женип, !(Онтроля за с:Jстопнием заэешrяющеИ лиы~и.
Разрядник тнпа РГ-С;(.; (5), представляющий собой стержне­
вой защитный про,,,е,::у'п1с с про6и.вным напряжение!\! ,20 ю~,вклю­
чеи v.е:кду ;;шной распредустрсйства средней точки и коитуро.м
защитн::~го зазеылс;ын. Параллельно разряд~шку Вi(Лючен воздуш-
-18-
"
-,.
•'

.-
JI
1
1
131
PJ:IC, В--4
-19-

ный :вьшлючател:ь (б) типа вв~rо, 1щнтакты которого иоршэ.лъ-
но р~:шомкнуты. в· случае ::,оs11июивею1н пере!iапряже~шй ра:,р,,д­
ни1t проои:ваf>•.rся: и 01· :в.ютченног:) с ним последовательно иэые­
рительного ~:равсформатора тока (7) через ры~е подается: им­
пульс на включение BB-IO, в реаул:ьтате чег::~ разрядник шун­
тируется и протекание т,ша в нем прi.н,ращается. Черt:Jз про!4е­
жут01-t времени, достаточный для вос:становления эшж·.rричсс;-;::~щ
прочности разряднш~а, реле сшова :Jтключает BB-IO. Если про­
бой разрядника оыл r.шедствием nереходн::Jго процесса, то пооле
отютчениа :выr~ючатешr :восстанавливает,:я нормады1а11 работа
передачи; если же произошел о6рав заземдшощей линии, то при
попытке 01•rи1ючит:ь BB-IO r.отенциал средней точ1~и новыситсr1,
разряднюt снова прооъется, ЕВ-10 :в;t..1ючитсf!-1. а релейная защи­
та пошлет на пуJrьт управлениR .и.1:.шул:ьс, ко·.rорый может быть
принят itaI( сигнал ИJШ испол:ьsо:sа .н для шнома-:;;ического от~~лю­
ченин передачи. В теченид .врrжени г::~рения дуги раэря;цню.а. и
cro шунтиро:ванин :внключэ.тедем рабочий то.к передачи направля~
е•rся в защитиое зааемление подс1:ющии (S), кото9ое поэтому
должно с5ыть рассчитано на кра1·ковременное протен:шше больших
аварийньrх токод. для коатроля сохра~шос ·rи заэе1шmощей лшши
на ее провода с помощью п::~д11итывающего трансфор1ытора (9),
:в торичнаf! обмотка которого рассчитана на протекание рабочего
тока .~1ередач~1, накладывается переменный то1, от источни:r<а на-.
пря:жения 380 :в.
Для пред::Jтвр,щения прою1кновения на заземд8.!Ощую линию
высших гармонических токов, вози.икат;;их при работе преобра­
зо:вателя, к шине распредустройства средней точки nрисоедиве­
на конденсаторная dатарея (10) емкостью 76+100 1.шф.
Sащитаот атмосферных·неренапряжений, могущих поступать
.на
п:,дстанцию со сторою,~ эазеJ;!ЛffЮЩей лини.и, осуществляется
ус·.rановкоii! защ:.1тных промежутков (П) в местах переходоп ка--
6еJ1.Ъны.х :ввод::Jв в ваздушные лишш· и конденсаторов (I2} ем­
стыо З ыкф, вкrJОчен~шх между ;,азеWiнющей.линией и· защитнw
за,зеl(Лениеы подст анции.
для 11зцеренин така в подуцепях передачи устана:вл~uают­
ся траuсфор1,ш,·rары тока (13) в местах соединения шины посто­
яю1ого тоь:а с шиной распредустройстьа средней точки.Контроль
нanpm:e·1н4il :в средней 'l'Очке осущдст:в.пяется с поwощью оwичес"
-20-
Q
d

кого д.елителя напряжения(I4) типа ИДН-IО, а контроль тока,
.в заземляющей линии - с i1омощью устано.зленды.х :s 1tаждом про­
воде трансформаторов тока (I5) типа TП'l'-IO.
длн ре.в11зии оборудования: предусмотрен разъединитель(Iб)
с эаземляющ;ши ножами. *
.~
,..
С целью закрепления и уrлубления теоретически.,х с.ведений,
полученных студен•хами на лекцил.х, программой курса предусмот­
рено выполнение лабораторных работ по экспериментальномi ис­
следованию нэ. физических модел~r.t электро,.1агнитных процессов
в дрео◊разо.вателе, ра6отающем в вьшрямительном и инверторном
р011:има.х, по практическому ознющмлению с методам.11 ре1,уш1ро­
вания режимов линии элентра:1ередачи энергии постоянным током
и ее характеристиками, · а тaitzce по исследованию на модели од­
ного иэ .компенсациошшх преобразоват,шей.
Каждая многомостовая преобразовательная подстанция мо­
делируется одномостовыми преобразователями МП-I и МП-2,вы­
nолненными на т;1ра:rронах ТГ-5/З (рис.В-5). К сет.и переменно­
го i'or,a силовые трансформаторы т;..1 а Т-2 ка:кдого прео6раэо­
ва•.rеля подключены через трехфазные &Втотраисформаторы AT-I ·и
АТ-2, собранные из лабораторных аиотрансфор1iатаров типа
JlA1'P-I и предназначенные ддя плавного I)'t.JioyJrйpoвaния наnрюке­
ния на сетевой стороне преобразователе й. ·· 11ре66разовательные
трансформаторы :выполнчны с весьма ыалым соr.ротивле1шем рассе­
ннин, что позволяет исследовать режим мгноье~:шой ко1.ш:утации
токов вентилеи преоораэователей. Доведение величин индуктив~
ных фазных сопротивлений преобразователей до тех же значений,
что и в реальных электроrrере;rrача.х постоннного тока, осуще­
ствляется :включением последовательно с каждой фазой вентидь­
ных обмоток трансформаторов добавочных катушек инду~tтивности
X/(f и Хх2 • Система формированин управлнющих импульсов кы,-
-
-
~
-,,
'·
.'
дого преобразователя питается от Ы,ти пере.~енноrо тока через
свой · фазорегулятор,с помащью нотарого можн::J установить .вруч­
ную требуемый угол упраменин .
Измерение фазных тoita, напр.т,ения, угла сдвига фаз ,актив­
ной .мощности осуществлнется на вентил·ьной стороне каждого nре­
обраэоватещ,и::Jго трансформатора ю.шеры етрами, вольтыетрами,
фазометрами и ваттыетрами. Кривые то~tов и напряжений на раз­
личных: участках преосразователей исслещ'Ются с помощью элек-
- 2I-

:;;;,,~- -o --L -~ -- ~,
t:;,,~' "J
IJg
J,
''.

41
.&-
tроиного ocциJLJiorpaфa, для чеrо :в токовые цепи врезаны шунты.
Для изиерения углов управдения, коuuутац,щ и nогаса.ч_ия по _____ _
.кривой напряжения аа :вен~;,.ле или 1~еждуфе.зноrQ напрнс:f;НИЯ вен­
тильной обиоткu оледуеж проJСалиброват:ь усиленйе осциллографа
no rоризонта.JШ, чтобы отрезоt. длилой 60 мм на sкрме соот:зет­
с~.ьовал 60-ти эле1tl'рическим градусам:, т. е. интервалу uei:r,цy
началами очередных коымутаци~ тоь:о:в вентилей. На стороне по­
отоя1шоrо тока каждого nреобразоват~шя В,/\Лючены вол:r,тметр и
амперметр магнито-электрической системы. дJIЯ сг11ажи:ваюнr пул:ь­
саций т:ща передач:и· Ълудат реак•.rоры P-I и Р-i~%Р ;·ла6оратори.и
исследуются статические ре:~юш электропередач,i / в ·которых иг­
рает роль толы;;о активное сопротивление z" цепи nоото:шноrо
тока, поэтому линия моделируется с помощью ;сомплекта реосжа­
тов на различные номинал:ы,ые токи.
Вначале выполняется работа по исследованию выпрщ~ительнсrо
режима nреоСJра3ователя МП-I (рис.В-5). При этом преобразова­
тель M!l-2 1с се·.rи nеремешшг:)· тока не :sют...iОчаетса, а ero зажи­
мы постоянного тока эакорачщ:аются.
При исследовании ииверторного режима nреобре.зователя МП-I
соСJире.ется схема рио.В-5 полностью, преооразо:ватель МП-2 пе­
реводится :в неуправляемый выпря1.1ител:оный режим, в линию 11:во­
дятся реостаты 'Z/1 о оолъшиы солрот.у..влею11;м, чтобы ограни-
чит:ь токи при опро1шдЫЕании инвертJра .
..
.
• 3аТ(;,М исследуется элек1ропередача псстоянне>го то:кэ:1:\-:'·.це­
JIОМ , пр;! этом линия имитируете~ реостатаы.и 'Z,1 неоол:ьшо~Ь ,
сопротЮJления. Дейст.вия рзгулятора ~ока на выпрямительной и
регулятора минимального тока на инвертсрной подстанциях в
статических режимах ммитируются ~зменением уг~ов управления
:выпрямителя и инвертора :вручнJ'Ю с помощLю фазорегуляторов.
!СОWiенсационная схеме преобразования выполняется на той
же тиратронной модели с дооавление.1.1 1tоШ1утирующего з:вена.
Описания лабораторных работ, пр~еденные ниже, содержат
подробное изложение осно1н1:.~го матер:r.ала по соответствующим раз ­
дела.1.1 уч:еоной програмШ1, котсрый неаоходимо усзоит:ь перед и:х:
:выполнением . Поэтому настоящее руководство может одновреиенно
служить и учебным пособием по теоретическому ку~оу.
-23-

Ла6ораториая раС5ота
ИССЛЩ(ОВЛНИЕ МОСТОВОГО НРЕСJБРАЗОВАТЕЛfi
В BЫil.PK··IV!11EJlЫiObl Р~tИ!ЛЕ
НоI
цЕЛЬ РА.ьОТЫ - исследование и спнтие хщJаr,:;теристик статиче­
скога JН:!,iТJF. .:.ш·.rелыюг::, режима трехфазного мо­
с1'ового пpeodpas ::шателя.
СОД ТЕР J.i\Ш1Б Р АЕО'JЪ!
В работе иsыеряются то!\, нэ.аря,~ение, угол сдвига между
1'01-:ом и напрпжени,,а и а1,:тивная 1.iощность одпой фа:щ ъентил:ь­
но ;i обаот1ш преаОразоы1тсм1, а таю.:е :выг.рш,шенные ток и на­
пр :-::кение прео6разонэ:rелн. l!::J:,,еряются углы коимутац;,ы в режи­
мах с неизш::нным углом уnравлениfi при различных :i:JЫПрю,шенных
токах. Определяетсн ивдук·rнвн:::нз сопр:.J:rивле,ше фазы преоdраао­
вателя. Осциллогрэ.фирую:rся 'l'O,tи и напрн,:ениn на ос:новных
эле,Ае ,и.•а..-,с прео6рыователя. Строятся: :внешние хара1,теристи1ш
выпрямителя. Опыты nроизводнтсн r:ри реалышы и очень мw1оы
значениюс индукт ю,ного фазного сопротилден;,я для неуnравляе-
110 го и упра:вляемы.х режиыов .выпрямителя при Dключенных и зако~­
рочен:н-пс сглаж.11.:вающих ре,щторах :в цепи по,::тоянного 1· ока.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОJЮ.ШНИН
Выnрямител:ь представляет сооай статическае устроl.ство,
предназначенное для nреооразования эiiергии переменного тоrса
:в энергию постоянного така.
Поскольку в системе передачи электрической энергии :вы­
прш,1и ·rедь я:вляе1'ся про1.1ежуточаьuJ з:веном,в нем paэJIИ'iaIOT вход
и Еыход. Входом на.зьrвают зажимы выпря..,ителя, 1с которым подво­
дится. энергия uт истачника переменного тока, а выходом ~ше­
нуют _зш;шы, к каторщ.1 прис::,единяют приемник постоянного
тока.
В о6щеи CJJyчae зш1рю.ытел:ь 1.1ожет быть представлен в :ви­
де следу};)ще~ структурной cxeLW (рис. I-I)

С.иловой трансформа.~'ОР (J.) служ:1.1 для согласо:зашн,: входно­
го и 11ы.ход1iого nапря..жен11й вш1рт.-штелft. а тау.же ДJ!Я нреобра­
эованин числа фаз ша•ающей с11стемы напряжени й, ес;rи оно не
ссот:зетс:t•Еует числу фаз вентильного ощ)ка. Кроме того,тран­
сфорJJ.щтор поэJJоляет осуществить элеrи:р,1чесь:ую изощщию между
вхQд;ш1.ш и выходными цепями JJы11рт,штеля. Ьлок вентилей (2) осу­
щест:алнет сюJу фу~кцию Еыпрm,шс:нм; переменного то1<а . Сглажи­
вшощий филир (S) ,;вляется: звеном, уменъшающ;;м. пульсации .вып­
рr1мленного тоr-~а в цеп·и нсi.rр;уэ1~и. В с1r ~·1чае управлпе:~ого выпря­
ми•.rеля ь структуру схемы вхад1iт еще блок (4), содержащий систе­
му упра.sлеш:н вентюшми и систему авто1шт11чес1щга регулира:ва­
нин. ,1.\ля целей защи·rы са;дого вьшрныителя от повреждения .в
а:ва.рийных ре,-шмах в его схему nходит еще блок защиты и сигна­
ли.зац~ш (5),
В 1:rекаторых случы·.х а:~делы.ые описанные звенья в схеме
ышря.rдителя могут отсутствовать (случай оестрансформатарна­
го вЕ.юочеrrюr выпрн,~ителя, работа · без фильтра, неуправляемый
выпрнмнтелъ).
Зиачs.J:е ра.осмотр,ш 1~а:, наиболее простой неуправляемый ре ­
Еим :выпрямителяi' Схеиа трехфазnоге> МОС'l1ОВОГ::> выпрямителя с
ую"занием напразлений отсчета пало,штельных значений напрн­
же;,ий и то1сов изаоражена на рис . I-2,a',6 .. Нумерация: вентилей
на · схеме соответствует очередnости :sстуrrления 11ue в работу.
Вентили Вl, В3 , В5, . катады которы..х объединены , образуют ка­
тадНJ'!О группу, •а вентили В4, Вб, :В2, аноды катарых соедине-
ны ш,жду собой, образуют анодную группу :вентилей.
Для упрощения анализа бу~ :; м .считать вы1тили идеальншш:
их сопротивление :в про водящеu нацравлеюш равна нулю, :в обрат­
нам напμавлении - Сiескон ечн о . ве;rика.
В неуправлнемам выпрямительном рею:uе работают преобразо­
вате ли на неуправляемых ве11т1-шнх. ii оследние вступают в рабо­
ту, начиная с мaJferи:·a, к огда по·rенциал анода у?а ве1Jтилн
превысит потенциал ка1°ада 11(' этаго же вентиля, другими сло­
вами, когда напряжение анод-~;;атад венти.'!я Uак = $Са- 5'7к
станет положительны:.1 .
В случае sле"трапередачи пасто,иJёого така в прс:образова­
теле применяютс я вентили с частнчпой :,rпра:вляе;;астью. Для
- 25-

о

li
· осуществления неуправляемого .выпря,шiтел:ъного р еж,:~:а к ИD-'
ме нту , 1,огда напряжение анод-ка1·од ·:вс:нтилн стs.с1ет поло ;ш ­
т елы,ь.·11, ооя.зателъны1.1 услозие~l дл,'l встуnлен1ёя управлаеrs!:ОГО
вент1!.!Iя JJ раdо ту нвдяется подача на eI'o управляющий злек­
трод отпирающего импульса. Поскольку воадеИ01·::же:л на управ­
ляющий эJrек•rрод нельзя преr:ратить протек,:шие тою;1 через
вс~уnи:вЕ.1ий в р аоа~'У вентилъ , поеледний и назьu1с1.~т :вентилем с
частичной упраБ1н1емостью" Ток через упра:~зляе~н~й :зен11 !-~дь nр о­
теУ.ает ышо·rь до ы::>1~сн·.rа, к:>гда er:;, напрттжешr.е а1:Qд-,са~·од
стане т отрицательным.
Н а рис. 1-3,а при:ведены :временные граwмки фазны:r. на:rрf{­
жений Uщ" i./в0, Uco вен·rил.ьной ооuотки преоораэователъно­
го тра1н~ф~р.ма 'J:Q ра. Если 11ранять за нулъ по~1 енциw1 нулево и
точки Веf:2.'ИЛЬНОЙ 061.lcJTJ<И' то ПОТЭНJ,Иё!ЛЫ анодов вев:т,те ii !й­
ТОДНОЙ гр уr.пы и поте1щиаль: м~·одов вен~'илей анодной группы
будут равны фазнь;м напрнженинм соот.вt.тству;ощl'_х: фг.э вентиль­
ной о6мотки. Т;щ через с:>прот:шление ыаrруэюr, как ;13вестно,
проходит от точки с более ьысоким ;~ т:>ч:кб с более ниэюzu по­
т еациал:>м , или, гов:>ря усло:ано, от " плюса" 1, 11 11инусун. Сл е­
до:аательно , в схеме рис. I-2,a ток прохад},Т от фаэн ·JI'С зы­
з ода обмотки с наиоолее высокиrа а:>тенциалом 'lер сз вентиль
катодпЬН группы, с:троти2ление н аrруз1<:л, ~. с;н~шль анодной гру­
ппы 1с ф&зному в ыводу :вентю1ы1ой 06ЕС>т.ю1, лмею;~е1,, у JJ дан:;-:ый
1-~ о мент rа;,шй низкий по теициал,и затем 1⁄4ерез у110.1::янутuе две
фазы пентилы1 о й оСiио·пш.
Положим длн упрощен!':я анализа, чт о фэ.зное ищ1,у!tТИЕН:>е
сопротивл е ние sыпр,шите л я ра:зно нулю. Тогда 1сш,:ы;;~ацин тош1
ьент;;шей 6р,е т мгновыrной: в цепи, не содерJкаil!.ей кнду:~.т,шно­
сти, то 1с щ)ЖGТ ыrновеш10 измениться. Другш.1и с1::>ва1.ш , внхо,zr
одного в е нтил я из раб:и:·ы и вступление др угvr·о вентиля: :в ра­
боту происходят мгн:>зеи!!о. Таюш ооразаы, при мгu о:ве~ш:> й r:ом­
му тации в рао оте .iJСегда участвуют два вентишr: вu нтиль катод­
ной груш,ы, у которого потенциал э.на.ь:г. ;1аи:з!.:iс :п11й, и вен:r:шъ
анодной групrш, у которого в .дашшй ~«:,мен:] ПОNНЦ /iал ,,э:r:.;дз.
са.ыый ,шзю1й. Идеальный вен? ил ъ .при: м г ь о веиной 1,:>;.щутац.н,
можно расс1.1атрива т ь ка к мгновеюrа ~ейс1•:зующ11й в1щлюч1.iтеш,:
QH включается: :в 1,юыен т г.е реходг. его 11апря::~ени:я анод-юiтод ст
отрица~ельных: ;. ПОЛОЖИТЕ:ЛЪНШ! эначенИFJ.:, и EJ:!iUi:OЧ8. E:T CН. в Ы~)--
-2'1-

\...
?Jl.
[/2
iJ-
t'a"t
lct
г) ,о
к
2 -r,
зr,
?;2-
iач
,,
-~
1
"
.,
1
д)
'
-~
'J[
2Е
З:,r
:· \.
tд
,
v~
е)
,х
2я
Зz
-&
..
!
1Ал
ж)D
~
"
I-3
-6,
,.-~.
~-.
-'-.О-

мент перехода этого напряжения от nолоюи:·ельных r, отр,ща.­
теш,ным значен~!Ш. Из графиков потенциало:в рис~ I-3, а вид-
но, что начиная с ц:щента 4 наи:ы>iсщим ста.ноюи:ся nотен.;.
циал точци а, следова~•ель.но, в рас5оту должен :вступить вен­
тид.ь вr. Низ;::;:~.: :в зто :ере:~л является потенциал точки e,cJie-
ДOliai•eльнo, раоота.ет .вент11.л:ь .86 :вплохь до момента ~. начи­
ная с которогQ, вс:Гупает в ра<5оту :вентиль В2, так как низшим
телер:ь становится по·сенциа.,1 !1:очки С. В ио.ь.:еnт ~ ток перехо­
ди~• с :вентиля BI на вентиль БЗ, так как в этот момент высшим
становится nотснц,;ал ююда вз, т.е. ТОЧЮ1 б. Таким о◊разом,
ко1.щутацш~ токав вент~,шей происходят паочередно в ка:..·од:rой и
анод,:ой группах. 1{аждый вентиль работает одну треть периода
сети.
1'а..~ как напрr.же:-ше анод-катод раоохающего .вен',Ш!Я приня­
то равиым нудю, то поте1щиал 1tатодоБ Х :вентилей BI,B3,B5 из­
исшяетса по :верхней огиСiающей фаз1шх напряжений, а потенциал
ааодов N вент,.лей В4,.Вб,В2 - по ы~жней оrиоающей тех же на­
прr2.ею1й. Следозат~;лъно, тсч~tа К является поло:.:1:iтзльныи: вьшо­
доУ, а точка N - отрицательным выводом nыпрю.штеля.
Выпр,.J.:Левное наnр:Lт:ение Ua преобразо.вателя отсчитьшает- i
ся, как и выnрнШiенuый ~·о.к id, от полош1тельного к отр,щатель-
..ному
выв~ду: Ud= (./Jк
-
((JN .выпрнмлышоё нщ-iрнжсние (Ud.-:;_ -·
рис. I-3,6) :жреде,1яетси кш•: разност:ь фазных напрм:ен:1й,т.е.
ка..1t мехдуфазное (линейное) напря;-;е1-ше, :sенпiльной 06мот1tи.
Период ее из1.1uнеiшя равен интервалу между соседними комыута­
цин.ч:и в .выпря2.штеле, т.е. в шесть раз меньше периода v.зиене­
ния: напр,rдени:я сети, поэтаыj' такие трехфазные вшrр.FШит;,ли на­
зы.вают условно-шестифазны.ми.
Постоmшая составляющая 1⁄4 вьшрям.,"'!енного напряжения,
(среднее его значение за период по:вторяе1.1ости, ра:еный -:YJ==60
эле1tтрических градусов частоты / сети) при мгновенной
коммутации 01· тока не зависит и равна
_
З+%
·
ЗУБ
..
,
Uio-лf WЦ.cosJ-dJ= л Uv =~.з4 z;;_,
тr •-.11⁄4
"
.
·
''
где И lr - действующее значение фазного напрю,:ения вентиль-
ной обмотки, J-= (;.)t = 2 J!/ f - текущий элек­
трычесю1й угол.
-29-

.Вщцщ-~еJ.1 хе.раитери ст~шо й преоuраэ олатеJ1л :наэы.ваю:r rрафи­
цеО;';lt+ :а1;:ражщшую завнаимоат;, • i~{ fd ) : ш:~ оtн1 ор.ци.нат от­
~НЩ}!.fi\3.Юё: 1⁄4 , по оси аосцисс - ·
.fd • Пр ,~ 1.11ч10:венной ко ц­
w у~1Щij,И д нвупрют не мо м в ы!lрш.; и теле постоянаая составшпощ аа
.I\Ы!!))!lM.)Jf.)H;I ON напр~rже1шя Ucfo за.висит только от ({ , по:э ­
r о1.1у ~ходна я хар::Jшrе ;)ис ти ка т акого вьшрюш теля представляет
соооц NРИЭОНТМЬНУЮ прямую : {/2= ~о •
Построениr, 1,ривой rf апр пженин анод-1штод вентиля рассмот­
ри м длн в r;нтиы! ВI (рл.с . 1-3 , в). С момента выхода вентидн из
р&оо~•ы ег о !Шi!рюкение анод-~штод соглас~;о :второму закону Кирх­
го фа в течение одной трети nep>'loдa, пока р&оотает вентиль ВЭ ,
рашю разно сти фаэных напряжений фазы а и фазы 8 вентильной
обм отки. 3а~·ем , в течение следУ"~щсй трети: периода, при раооте
вентюш В5 .н:а-rодной груг11:.1 напряжение анод-ю:J.тод вентилп ВI
равно разности фаз1шх напряжений фазы а и ф<lЗЪI С. Временные
графщ-и напряжений на остальных вен•.rилях о:rличаютс.я сДDигом
на соотнетств;у-ющий электрический угол: 60°, r20° и т .д. Напря­
жекие анvд-хатод вент.1.1Jrя остается отр,щателышм :в течение
всей нераоачеН часта периода и достю·ает 1.1а1(симальноrо по но­
дулю значения, равного амплитуде 1.!:еJ!'.дуфазного напряжения
вентv~Льной обмотки:
Uак макс=Уб и;.= tDS l/d
Кривые выпрямленных то1-а ic1 11 напр~шения Ud при
работе выпрю.1;-;телн на активное с:)Противление •согласно зако-
ну Ома tid.:. 7,,(,d имеют одиhа.'-овую форму (рис. I-3,6), пос­
тоянная соста:влruоще.я В!.!Прfl!,{ленного тока при наличии и при
отсутствии сглЭJ.{ивающего реактора Ld определяется в завы­
симости только от ахтивного сопроти:влеция цепи постоянного
тока:
Ток ра6отаrщего Еенти;т1я при поз~ожительно1.1 направлении
отсчета от его анода к 1,атоду равен выпрямленному току.
Кривые токов вентилей ВI и JJ4- · пр иве ден ы
на рис. 1-3,г,д: пун­
:ктироц при Ld .:.О, сплощш,ши линиями - при бесконечно боль­
шой инду,,тивности Ld, т.е. при идеально сглаженном :вьmряы­
ленном то1,е.
-3 0-
.,.

•.1
Ток фа3ы а 1н:нтJшьн.ой оом~:1:ю1 (pita. I•8,~) n;,1н .~ыбр:ш- •
11ых nоложи:rельных наnрапJ1он11nх ON'IOTI;\ ра11он rн,:шос:rи •roito:i
:венти.11еit BI ц В4: ta= '-а,- ia;,..
ТО!СИ фаз 8 д С BGl!'JiИJIЫIQЙ Ocilo!O'J. 'l<t, CДlJИHJT!a! l\ О'-'ОРОИУ
отстаьания соот:аето:r:в енно на 120° и 240° от :rсжа ф~2ы а,
Фазный :rок oe:rщ.o.tt обuотюt no1i~1 opno:r 110 формt, i~:.шы !I
ток :ВSH:CИJIЬHO\t OdUЩIO'I И O!l.'Jtичae:roa о~ НФl'О no Jit/JlИЧИJ\(.) 1
так ка1t обычно коэфф~щ 1~ент траttафорьнщии np~o6p.1sontroш,н:.­
гo тра11сфор1tа:rора не рад,;>Н I, Наыаг1н1чиJЗэ.ю щиi1 ~,ж ое~е:вон
осiмотки сост аэдяет :все1'0 нес:ttолысо 11р оцент о:r:1 ~!il иомшнально­
го значени я ~ока этой обмотки, и 01•0 при ripиei,1ю,t01шi,I:< рэ.оче•
тах поэ тоыу не уч,tты.1нu◊:с.
Фаэныи ток Ш!Т,,ющей JJtШРЯМИТС.'lЬ JШЮШ J1Gp~мeнt!ON) то.ка
равен 'l1оку соот:ветствующtЭJ.1 G,,al;jьt ce :re:ao :-.i оомО 'J:Ю! Щ-нi ооедюн,-·
нии з:вездои (рис. I-2,a.), а при соединении ое:rево й ::)(51~ 0:r.ю~
треу1•ольникоi.! - равен разнос~•:~ ;цъух фазных тско:а се·.rевой об­
мотки: согласно перво1.1у :нн,ону Кирхrофэ. nри ;ую:1занвых на рис.
I-2,б ПОдОЖИ'!'еJI:ЬИЫХ IНЭ.драJJдl;)НИтс 01'СЧета iдд = iд - iв 1
lв!l= (,в -iс, ic1/= i..c -iA,.
На рис . I-З,ж нриве:це н врем:еИ•
ной графи ~:t тн1е иного тою1 tдд.
Средне е и действующее значеюнt то1,а :ве ю:юrя при идеаль­
но огла.'Кднном т;жо fa ра13ны ооотве~ствен:,о:
•
./,271⁄4.J
fв =Vfii/ /d~ d{} = ,;f-
.
о
.
11:оэфф,щиенты ио11олъэо:1ншия венти;rя по напряжению и току
равны :
т
v,.= t/u;aкc - t05: V
lв I 057~
"i-
,
''I=lct=УЗ='/.
Перей,цец·к рассмотр~нию управляемо го выпр!Ыительнсго
режима np11 игно:венной коммутации.
Если :в иоиент • 1с огда напряжение анод-катод очередного
:вентиля стано:вится положлтельным (~.:омент естест:венноrо отпи­
рания, иоыент. ооо:rrsетотвующий т Jчке пересе че:;ия крюшх фа:;­
ных наnряже~н1й очередного и предыдущего :вен тале й тол же
группы), отоутст:вует отпирающий импульс на уnрJ.Влr.:,JЩё;!.1 элех­
троде очередного .вентWiя, то после днv.й не вступит :в раооту,
и 6удет nродол.1:атъ работать nредыдуgиИ :вентиJl:ь. Такн:t oopi~.. -
-
ЗI-

,-t
\<i~
'--~-· /"
эом, эа,держка н.э. некоторый эле,стрическv.й угол r:x: подачи от­
пирающего .ю.ш ульса на оч.ередноj 11ентшп, при.водит к задер2t-
ке ;;,ступшшип iз pado:':y Э'roro вентим1. Уго;1 з щерт;:и, отсчиты- 1
паеиый Oi' MQMeH 'r1 г. естественного отпl,1рани.я до момента подачи
1
•уnра:вляющЕlrQ .ю,шульса, на;зьmают углем упрэ.Еления (регул,1ро-
ванин) преобразователя, ·а чаще rrp~cтo- угi1011 выл.рЯи..11ания.
На рис. I--4,a,6 приЕбдены !iремЕ1ю:ые граф~ши фазных иа­
прт::ени.И ьенi'ИЛЬЕОй :;бмотю1 и :выпря,.uнщного :напр"жания для
ДЬу:.< ЗiiatH.JHИЙ угла упра:элен;щ.
t ,ol.,
ud~~ -
11⁄4
oj
1[
а)
zj-
о
О(.
1
iIС(;
i-= -1
'J[ 'Х
зз
б) сх=90°
;1з кри.вых рис. 1--1+ :аадно, что увел:1чен.1~1а угла упра:влеииа
:~ рv..вод11т к y,..1e:iЬ:iieF.шo постоm'ной составляющей выпрямле~шого
i:!апрF2с:аи.:1, nри'iем здесь в::>змоRны д11а :;~еШ11.1а: I) с< =Q_+§Q 0
о псr:рор,:в1;ы1, :аь:прfi:ПiбННlс:11 -·,:апрп:,,:ен::iем~ 2) - ~ >60°-- с
npep::З~,:c7:.:Z:l ::;ur:l)я!,:J:e:·:z-1:.J:t. l:!.e.Пpi1.·~~en•1eu.
Ери ч~сто акти.::та;~, нагрузке :виnрm!J1телк, 1'.е. при Ld :.аО,
.во второи ре;:.ю.:.е ~~1 т.;:;z,,,ос·.r:ь рааоты кг.цого :вентw.я 1 равнаk
-32-
..

..
120°- ос, стаиовитоя меньше, чеи 60°. По::1тому, чтобы обеоnе­
чить нормальную работу мостового выпрямителя с одновреыеи­
н1,1м протеканием тока по одному вентилю катодной и одnому
вентилю анодной групп, необходиыо одновременно с ПQ),\ачей­
удра:вляющего иипул:t.са на очередной вентиль одном :rp~·tш;1 по­
давать управляющий инпудьс }1 на тот :вентиль другой ;rрупnы,
который должен D это время провод11ть ток. Отсюда оледует;Ч(!!О
уnравл~щий иыпудьо должен ииет:ь длительиостъ большую, чем
60°, или же, при меньшей длительноот~,на.каждый вентиль дол­
жны nодаватъоя дэа имуnъоа а интервмом в 60°, тогда р~бота
выпрямителя будет обесnечеnа nри JIЮOOM характере наrр~~и.
Для nервого режима, 0< °' <"3⁄4 ,, :величина среднеrо зна­
чения въшр~шленного напряжЕНiИЯ может быть nайдвна 1-ледующю.1
образом
для Dторого режима, о(>3⁄4 ., среднее з11а1lение :вьшрлмлен­
ноrо напряжения равно
:1l'
,
f/4:::;-J/ r1f ~stit r!diY=7/40 ji+cos(,J +1/
:,r
'
'
'
'
'
у+~
'
.
',
''
.
Как :видно из лоследней форыу.nы, nредел:ьныы углом реrу-
лиро:ваю~я, nри котором {/4t становится равным нуnю. еляет­
ся в этом случае ·угол Dtnp = 120° •
.Теперь
рассмотрим режим работы выпрямителя при наличии
бесконечно большой индуктивности .в цепи наrрузки. В этом
случае :выпрямленный ток идеально сrдажев: и неnрерывец :во
:всем диапазоне регулиро:вания. Для иллюстрации рассматриваемо­
го режыма на рис. I-5 приведены кри.вые · фазных напряжений :вен­
тильной обмо'1:ки питающего трансформатора, :выпрямленное напря­
жение. токи 11ентилей ·и напряжение анод-катод вен:~:и.nя для слу-
-эз-
/

{jак,
.,

чая рабо~ы вш1рямиrеля о уг11ом регуш,rрова:шn ое :::?5 °.
·Жирно й линией обведены yчacтI<VJ синусоид фазных на.пряже1ш:М ,
по поторым изменяютс я потенциалы объед1tненных 1сатодов и
объединенных анодо:в.
Величина среднего значения .выnpf!J'iJleннoгo ,~апрruкения :в
этом случае 1tожет 6ыr:ь .Вli!числона для :все1•0 диапазона регу­
лирования 110 .той же формуле, что и :в первом рею1ме при аЕ­
тивной ыuгруэке:
1⁄4J=!/40 coscx
Из последнего выражения сJ1.едует, ч~•о .в случае раСiоты зыпря-
1.tителя CQ сгла;.,:енным током предельный угол регулировании
tXnp=90°.
Ма~ссvа~альное значение обратного напряжения на :ве нтиле равно
(15)
Максимал:ьное значение прямог◊ напряжения на :веатиле
U пр макс= 1/25l{.. . 5'itzcx
( Iб)
Соотн◊шенм 1~ежду то~tами uри Ld:::o0 остаются такими же,
что и для неуправляемого .в1шрям.ителя .
В реальных в1,шрямитеш,х индуктию1ост:ь рассеянии о<5мо тоr~
трансфот:шатора и .1шдукти:вностъ фазы пi4тающеИ ,;;ети перем ен­
ного тorta отличны от нуля. Вследствие этого мгыовенная ~со м­
. мутация невозможна, и переходной процесс пер01иrюченил т:жа
с одного вентиля на другой щrится определенное :r.рем11, в т е ­
чение 1t◊торого •r◊к одной фазы от fct У!1.еньшается до нуля ,,
а т:ж :второй фазы возрастает от О до 3⁄4·
Интервал,~ течение 1tоторого длится переход тока с раоо-
•·"тающего иа Qtzередно й вент.илъ, наюшается в :в ыпр ?.Ми теле в
момент, соо:г11етству-,ощий углу о,: , иэ1Аеряе тс~ обычно в элек­
трических градусах И наэъщаеТС.fl уГЛQ!J 1,омыуТtlЦИИ d • В Т0-
Ч6Н116 1соммутационнс:го интер в ала через »ыход я.щий и,~-' р(;\боты
11 :вступающий :в работу лент юr и эа~сорач.иJ1аю т с я. дnе фаз ы вен­
т11J1ьной обмотки nреобраэ о:ва тещ,но1'0 трансфQрм ат :;ра. При
ащшиз е доз11икruощеrо переходно r• о uроцес о а обычно Еыполняют
при:в е;цение к◊нтур а , CDЯЭ a!iJiOГO llaI'!Ш.'l'HU с: .\НЩТИЛЬ!iQЙ о 6ы:от -
-35-
.>····. . .

кой 1t1 обраэоваиного сетевой обмоткой 11рео6разо:за~мы1ого
трансфОрматора и оетью переменноrо т,ша. к 11ентидьной об­
мотке. 11ереходныt1 ток в нонтуре коммутации наэьmают :~:оком
коммутации вентилей.
.
•
• Положительные наnраэдония то1щ коммутации t~ и тока
il.Гo и э.д.с. evo очередаой фаэы .вы6ерем одинаковыми. Поль-
\, а уясь классическим меfодом, получим такое зыражение для ~о-
•ка коuыутации:
Z' ..п
.
.,
. ,,,,
.,, ,
11 -:xz .r
t,к==1-к+tк=tx+ е
для упрощения анмиза, как и раньше, положим активное со­
про'l'юшвние z фазы выnря1штеля равньrм нулю, что вполне до-
пустиы:о для мощных nреобразо:еатi;лей. Индуктивное сопроти:вле-
•"
ние Х фазы равно сумме оопротИIJления фазы сети и рассенния
преос5раэо:вательного трансфор~,щтора, приведенных 1, вент1шъной
обиотке.
На рис. I-б nрюзедеliа расчетная схема протекания токов
при работе :вентиля Вб анодной группы и коммутации токо:в :вен:­
:rилей В5 и BI катодной группы. Коммутирующая э.д.с.,действую­
щая в контуре коммутации, равна разности з.д.с. очередной и
работающей фаз :В6НТШ1ЬНОЙ Об!iiОТ!СИ:
ек = ev-0
-
еv-n =V24:sttt('ll+ y,,-1-ЗO:J-
-ff
{;.sin(tY+pr 150'J= Уб4s,1,iz(?J+09
Здесь отсчет углов ~ы6ран от момента кошlутации и поэто­
му начальный угол у., равен углу управления ас ; El/'- дейст:..
'
':вующее значение фаэЩ)й э.д.с. :вентильной обмот.ки.
..

q
iiринужденная составляющая тока комм:ут1щии рЮ!на. у<1тапо­
ви:вшеыусп синусоидал:ьноыу току двухфазного короткого замы-
1,ания на :вентщrъной с1•ороне трапсфорШifОра с амп..1и.тудой 4кт
( c.i, рис. I-?,a):
/::,,... fбEvcos1J..1-«)=-f,urm Co&(i+~)
к 2:х
{.
Постоянную интегриро:вааия А 011ре.цвдяви из t~а1tадъ11ых ус­
ло:вий, учитшщя; что соrлаоно перJiо.му закону ~::н.rму'l.'ации tl('(ф:z
:: iV'0 (0} =О:
iк {О)= i,/(0}+ ,4
Л=- i;(о)=~кптсо,sО(
Тщ•да мщкно заnиса'l'ь:
t~ = /2кт {cosrx - cos(Jl+«}j.
йроцесс коммутации оканчивается ;s ~домен:~.• J"")/ , !<Ol'Jta
ток ivo очередного вентv.ля, равный iк , достигнот :ae,'l.11:Чr.f­
lШ :выnрямл~юiого •~•о.ка 1d . Исходя из этого, з ,щищщ,~ урав­
нение, из .которого щ)ж1:10 определить угол 1,ом14у-rации улра:в.лn­
емоrо выпрпмителя:
ld
COSC(-•Cos(cx+j} =--=~ -.
или
/2кт.
)
il"
coscx- cos(cx-f ·;f/ = х·
2т
J,
(I,l)
*
. !.d:Z'
d
.
Вдеоъ х 1/ё' F.
--у-- ):ЩЗЬ!Эают О~НО(ЩС: 6Л Ы1Ш
УО ~v-
L,21fm
инд~' itтивным сопротивлени е м фазы прео6разоJ.Jателn , ид и, пр още ,
ОТ!iОСИ'l'елъным значение ., выnрнмленноrо то1,а.
ПОЛОJiШD ct. :. - ,Q' из ( I. I) подучим ;ур,:дJНЗЮ!е ;ц,ля у1111.а 1'014МУ-
тации неуnравлн()моrо JЗыпрmJите;ош:
f-cosj= [ld . или 1-cosy= :х*
(1 ,2)
вкт
()
От1,1етим nonyxнo, что исходя :rэ урюзнения I, 2 моzшо д о-
вадъно просто опредсли.ть результирующее э.квивалентаое солр о­
ти.вление Х фазы nреооразователа, при.веденное ·1 , IletlT hl.J1 :Ыioй
-37-

'·\
\
\
J:'ис. I-7
-3 8-
\
\
\
\
\
2:тr

обмотке . Для этого необход имо в неунраrтяемом выпμЯJштел:ь­
ном ре,жиме измерить :выпрямленный 1ок 1d и угол комыутац1r. и
у ..: с помощью осцишrографа; фаsная э .д . с. JJеат;~.'Iьно й 06 -
мот1ш измеряется 1ra1t напряжение Uv- на зажимах этой оомо т­
ю1 в режиме холос~·ого хода . Тогда
Х= ~}7 {f-cosJ)
(1,3)
При увеличении угла упра:влення о( от О до 90° угол
коммутации уменьшается при неизменном токе. Форма кривой
тока i1,r0 :вступающего в работу вентиля пр~1 этом иsменя:ет-
~я во время коммутации: уJJеличивается: угол упра.Еления: ,
изменяются: начальные усло:~ия, измеаяется постоянная интегри­
рованt,~н А, кривая тока ,( ,,uo на коммутац:,101шо1! ии,ер:вале
повторяет соответст:аующий участок синусоиды тока ком11ута-
ции (,"к , все маньше отличаJощийся от прямей линии (рис . 1-7) .
Зависимость углов ,tоымута.ции выпрямители от относитель­
ной :велич,шы вынрям..'!енного то1-:а и угла управления ию.шстри­
руетсн кривыми рис. 1-8, выполненными согласно уравнения
(l,I).
В тэч.ение ко11.1.1утацио1шого интервала вw:rримлеаный ток lf
остается: прежним, поэтом:r. i·or~ (,'и-п выходя ще го из работы вен-- '
тиля равен разности t'v,n==fa-iv0 ==fd-t ~ (рис.I-7,6,:в,.г).
Временные графюси э.д.с., напряжочий и т-:жов преобразо-"
вателн в управляемом выпря:ю1тел:ьном режюже при ot. "' зо 0
приведены на рис. I-9 и I-10 .
•
При раооте вентиля во з неко11ыутациоюшй Jштервал через
:вентил:ь протекает ностоя:нный то,с k , резу)lъ·rирующе.я: ин­
дуктv.внссть фазы инвертора L= 3/w себя не пр::,явл,lе .1; и на­
пряжение на зажимах фазы вентит.,:,ной 06мотк 1,1 рг.в :. о €:е э.д.с.,
как и в случае мгновеннои ко 1.ш ,,:rации, т.е. при ,Т-~О:
Ua.o= еа, Цео=ев , Uco= f!c.
В тэчение Ii'JММ-'JтацисннJr инт е рва.:;1а па вьr;{однщsй из
работы и :астуnа10щей в раdоту t;;о.за:.1 r,р охо ::-tнт из 1,:еняющ1⁄4ес я
токи, равные соответственно fd- iк и i'к. Фазнvе нмрпЖение
O'l' э.д.с. вентилы::ой сбыотки отш1ч:ается па з1::лич11ну э.д.•J.
самоиндукции. Для контура ко:шута:;ди (рлс. I,-6) сuгласнр :в то­
роыу эадону !{ирхrофа мо~F.О за~шсат:ь:
-3 9-

i,
град.
10
..
о
0,05' 0,1
О, IS 0,2
x;t,

..,
е -е =xdiк -х d(fd-i,,)
асdvl-
d8,
или
'
2 dt"к.
ео.-:- 6::, =
хd&,
отсюда
х di-1,: - ect.- ее
-
е.....
-
и
(I,4)
d z'l-
-
2
-
2-х
Наnртншие на эажиi.tах: :вс~:упающе й в pa.бciry фазы :в ен:r ю1:ь­
щJй ;)611 отю1 равно :напря:кеншо на за:r.ю.!щс фазы, ныходнщой из
(I,5)
Тэ.ющ оораэом, в Jю.зных напр я:;сеш1юс вентильной обмот1~и
(p.;c.I-IQ.1 C'i) поп1шя.'ОТ ''fl КО!,1.rутациониые пики, :е.е . состащrн­
ющне t,(7: , об~слол ,11е н 1ше из меr,,еш-1Ещ 'tоков фаз в течение 1,ом-
1.~;(Nщщншого иптерD1:1ла (заш111 рнхо:ванные уч астки на рис.I-9,а ,
а 1'&I{ЖG 1tр}1.1ще ри.:.:. I-!0, а). Фс~р:-1а кривых 1,ош1утационных на­
nраж0ш1й 1.1 . ~
зависщ от тока и уr-ла уnравлениr., поэтому при
их 11зме1:1ении нз1,1щщется и форма 1'рш,ы.х фазных напрнжений.
В междуфазноrл напррJКении, р ав1;:.,м разности фазных напря­
жений вентилы1ой 06 1.а•п:и, таю;,е nо яздruот ся соот.ветству-,ощие
ком~1утационные пиюд . На рис.I-1O,в приведена кривая напряже ­
ш:я Uac={,(ao-Uco,
Потенциыr Сfк тСJчки К выпрлми •1· еля, если по11СJжить у?0 =0 ,
рз.nен фазному напряжению Uко раоатающей фазы.В течение к◊м­
мутtщии токов вентилей потенциад 'l'Очю1 К согласно (I,5)раIЗен
полусушю фазных э .д. с. вентильной обмот~ш, участвующих в ком­
мутации. Аналогично щн• енциад fN :rочки N выпрЯ11ителя равен
·напрлжению 1..lно ,опред еллемому по э . д. с . работающей фазы в
анодной группе и ко.1,z утационноыу напряжению . Временные графи-
ки патенциалав точ:е,1 К и О наказаны талстЬ111и линиru.1и на
рис.I-9,а.
По с тоянная
Ud= С/к- (j)N
меньше, чем при
состг.влruощая ~ вып;юJЛышого напряжения
(рис. I-~ .г )
за счет коммутаций ста~iовитсн
мгновенной комыутации. ата снижение L1 [&
-4 1-

\
а)
г)о
tlaк
..

~.
iot+.X.
'
2
О(
х
..
/

МО!~но :ю,1чисзшть как постошшую составдЯJОщую коммутационно­
го напряжения (4, вычитающегося из кривой Ud шесть раз
за период. С уче:~·ом (I,4) получим;
r
,
.л!h= ()6 !их d-J= ..J..JYБ Е~ s{n(?J+o<)d.z9=
,е.::ТГ}с
.J[" 2
.
о
о
.
= зГБ Е (cosrx-cos{cx:+;Jl= UJ cosoc - cos(o<'-t -1}
(I ,б)
2Jf 1r
!J'
0
2
Слздовательно ,постоmrнаs сос,rа:влfiЮщан [/2 выпрЯJ,,дснного
напряжевия с учетом коммутг.ц1ш ра.:sна
(I,?)
С учетом (I ,I) ура.внеыие :внешней харшс~ерист111ш управля­
еuоrо выnря1.1ихеля заr:ишется так:
Исf = l/40{cos<X- J /d },
l2кт
[/4= [/40 cosoe- '3! fd
или
(1,8)
Если у·~есть и а~<'i'ИВ,ше сапротиыrеющ элементов фаэы п_ре­
о6разователя, то выnрru.!ленное напряжение с рост(щ тока сни-
э ится erie больше, причем и на к::щмутац1юыюu и :вrн:шоыиута­
циоюJОJА 11нтер:валах.Сдедует ЗШ!е'rип,, что всле;z;,стшis неболь­
шой величшш резули;,:рующего активного сопроти.зле~н,:R 'l
,
приведенного к :вентильной оdмо·rке, иэмене:tие с.IJооодной со-
•п
ста:вляющей -iк _,т:жа 1<оммутации практичес1ш весьма 11езначи-
тельно, и его ооычно не уч11тывают.
Рассыотриы построение кривой напрнжения анод-катод Uax1.
вешrиля ВI (рис. I-9,д). lipи работе :вентиля оно ра:вно нулю,
а после выхЬда его из работы становится ра11ньш 1.1еждуфазг.ому
напряже~шю Ua(f сог2асно зторому закону Кирхгофа длн конту­
ра, :в которы!{ :аходи·.е нераdотающий вентиль BI и .вступИl!ший в
работу веliтиль В3. Это равеиство сохранRется ВШIОТЬ до :вы­
ходs 1шнтмя ВЗ из работы. ЗатеJ.1 напряжею1е Иакt становится
равнЫ1L. 1,1еждуфа$НО!lу 1:апря:жению Uac по анало1•11чньш соо6ра-
"

.,
.t'l:lCCMOT!)ИJl энерrе~.ИЧЕ)СJ(ИС ·I1Cм.3fl'Z~д.И UOC'lOlsOVO ц:рt;ЭО6ра... •
•
'
Ан:ти:вная мощ~1ост..ь,отда.ваемая :выпрям.иtелвм 1i цещ, nосто­
э;;;Iцга :rь«а, рюша
.r
Пpvz nрене6режеиий намаrничивающv.с).! таком преобразо:вателъ­
ного т;Jансфсрматора фазный то.к его сете:вой обмотки ,t,~ nо:в­
торяеi' no форме ток :вентиды,ой осJ:мотки той же фазы iv- , а
nрй р:д:вном единице ноэффzциенте трансформации эти т:жи равны: •
t~= iv-- ( ~:=Ev-, е, =ev).
.
А.кти:айая иощност:ь фазы сете:зой о6мотжи создается то~:ько
первw,ш гарм0Rи;,.ш.1и т::~ка и э.д~с. фазы (э.д.с" ce:r" принята
синусоидмы~ой):
P,tp= Evlfr,) cos.~E'//'; Zш •
3десь fl(IJ - дейс1:sующе(; значение первой rарионию~ . се-
• те:вог::> то~а. В ynpw:11,reмo.м выпрямителе закон:щерностr. из.ые­
нения тока :вент~шя .во :время коuмутации иожет 6шь nриия:rа
.линейной iк=fctf ,то1'да:
l _ Уб° sin 0,5[[
{(f)- :Л 0,5,f
.
d
.
.
У-гол сд:вига ме:J.ду .а~рам;а фаэн::~й э.д.с.• сети 4 и
пер1н)й гармониitи тока 11((} раве н отстающему углу сдвига
f/)(f) между ::~сями симметриа положителъnых полу:волн этой э .д. о,
и сете:зого тozta (рис . 1-9}. I,ри мгно:ве нной коммутаци,1 ~.,о ::а,
а пр.и л.инеНtиой в:оммутации первая 1•армони.ка ш)лучает допол.;.
нител:ь~мй сд;-Jиr :в сторову отставания от э.д.а. 11а уrоп,ра:а-
ный.J),5J' :
L E1r,Lru = tf(fJ t=(fr,c + О.51= o<,+f25a
Окончательно , актив ная мощнос~11 ~сех ~рех фаз оете:&ой оо­
мотки равна :
R=ЗR = Зiб с- Т Sin о, 5у cos(cx+0,5Y)
1
,ер Л Lv-, d 0,5j
.
Q,
-45-
.

На ::>сновании 6алано~ мощностей при допущении о ра:еен­
ст:ве нулю ш)щности 110°.rерь в трансформаторе и ,нштилюс ;цоюк­
ны Сiы~сь равны ю,тивные мс·щности - о::.•д~ае мая :в цепь nooтoя:n.­
!i:Jl'O т:ж~ ,: получаемая: из се:с и nерем0нн::>1'0 тока : Pti = Р,.
Однако ссю•nнJ~•с·rву~,,~ие ф·Jрмулы. идщ.1тичпы толь.ко при мх•но:вен­
ной КОММJТсЩИi1 (Х=О, )/= 0) 1 }Iеэ.к:ви:вадеН;t'НОСТ!, их при ;{Чете
.цши:·слы:осоr• и R(1:.11,ут1.щш1 осiъясаяется сде1rаюц,1м допущением о
ливейно;·• З H.i<Ol-11:: изменеti1⁄4f! io1(a коммутации . Погрешность в ба­
ланс е щ,~r~;ь ш сr мощностей тем меньще, чем меньше угол ~омму­
:rации и 60.i!:olile угол улравлею.А и составляет доли процента .
Реахт;,JЗнап мощностr, сетевой обш):t'КИ трансформатора также
оnределяе·:сrr перщд:и гар ;11 01:икюш э.д.с. и то,;а и :всегда по­
ложи•rельна:
,,
,.,п
з·Е, .,..
•
-
1.,;f = ._, ,1,r:p =
ul{(rJ s1,n iflr,> -
= 31/6 Е, /, sin (J,5)· s{,'1. (cx+O,S,r}
Я-?rd 0,55
/
Полнз.н мощность сетевой обмо·rки трансформа:rора:
Здесь учт.ено, что де й а'l'Вующее значение се:rевого то!'.а nри
лиаейпой к·ж 11у таrт.ии равно.
f,=ff✓/- 2~ fd
Коэфф;щиент мощн ости выаря:r.штеля определяется как коэф­
фициент мощности се·rемй о6мо·:ши его трансформатора и ра:вен
отнощенша ,Ш'.ГV.ВНОЙ МОЩНОСТИ к ПОЛНОЙ мощаости:
к. _R
_
Im;Cos(c<+0,5t} = К К
н-s;-
li
и· с:дв
Коэффициент сдвига ф~ для се•.rевой обмотки равен
Кед в= cos(O(+ 0,51)
Коэффициент искаженин фо;_:шы r(ривой ce·r•e:вoro тока равен
отношению действующего э:rачения первой гармоюши к действую­
ще му зн а чению несинусои,z;а.'!ыюго сетевого тока:
К = lm=_l_ sin О,5у
Иf.
, J[ Qfiy,I/- !
'
I
,
оу 2Л
r>

Рассмотрим внешю1е ха.рактеристюш, углы ксJ!шутации и ра-'
боту вентилей при 1:шрок::м диапа3:::не 11эмене~шн вы,iрЯ1Ше1шого
тш,а.
Каждый :выпрямитель можно харшсте ;)иsовать семейст:в6м вне­
шних характерv.стvш, соот:вети:вУ',:щш:: разш1ч,шм углам упра:вле­
нщ:~ и оnатшза:ощих :все режимы рабаты o:r холс;с1•0.го хода до
короткоr·о зам.шсания. Гран;щы тех или иных режимов определя-
--
ют по величипе угла комм.у·rац:1ш.
В неупра:влнемом :выпрЕr.:1итгле ( сх =0)
:апер13ом
режиме, начина.я от холос:то1'0 хода, одновременно рабо·l'а:от д:оа
вентиля, а в::J время 1соммут~ии - три :ве111•и.,,fl. Выведенные вы­
ШJ уравнения с учетом о< =:О справедливы длli этого реrшма.
Зависимость уг1rа к::пшутацilи от тoria согласно (I, 2) илшJстри­
руетсн ~сривой 0(:0 lia рис. I-8. Уравне,ше :~знешвей хар,ште­
ристиRи неуправлпе:~оrо .выпрнмите.::я в первом режи~.е согласно
(I,7) и (1,8):
U~ll _зх1
_ зГБ
с 1-cos l
d-doЛd-J[L7r
2
(I,9)
предста.rтяет собой прямую, наклон которой к оси то.коз эавv.­
сит только от результир~~щего индуктивного сопроти:влениn
. фазы
выпрш1ителн.
Внешнюю хара~,терi.Стику, 1шк и др:,тгие харак1•еристmt;1 пре­
оСiразо:вателя, обычно строят в оеiобщоннои: виде, т. е. Е 01' :о .
сителъю'Х единицах. Оdо6щенные кривые хараь:терrзуют все мно­
гообра:,ие преобразователей с раэличаыыи ном;,шальнuми напр.я­
жениюли, токами и ,щдуктивныыи фазньши с::Jпротивлеrшю.и. Для
построения оdоощенной вне!llней хара1стеристию1 в 1-:ачестве ба-
з исноrо напряжения U"o выоерем 1ч-шрю..!ле;;.ное напрн:1:е:1;~е Wo
пDи холосто1l ходе неуправляы1.::Jго выпрнмител,r. Бааисный тоr,
f(J приме1,1 I?аБНЫJд амплитудному значенvill/2кт тока двух­
ф~оrо короткого эаь1ыка.ния вентильной обмотки, ~ак и при·
анализе углов ком1лутации в первом режиме (рис. I-8).
СемеИст:во о6о6щенных внешних характеристJl!К мостового
преобразователя в Еыпр.ямительном режиме ~риведено на рис.
I-II,a.
Уравнение :внеi:!ней характеристики (I,9) з относительных
единицах для первого режима запишетсн'так:
-47-

о
Q5
1
' V сх''-~------__;__,.-,-.------г--,
о',
гра
о

•
зifisE'/1"
/- О,5х*
(I,Id)
:Вр е:,енные графики фазных нэ.пряжений,потенциалов общ~L'<
катод о в и анод:щ и то .ка фазы а :вентильной обмот~:и •при
х* :.:О, 15 приведены на рис. I-t2,a,o.
Первы!i\ реl·шм может существовать вплоть до то1~а, при ко­
тором угол коммутации, возраста.я с уuеличением така,достиг­
нет В6ЛИЧИНЬ! 60О: 11:оммутациа В ОДНОЙ группе должна ЗаI<ОН­
ЧИТЬСН до момента естествЕншого отпирания очередного венти­
л,r в друг.ой группе. Времеюшо граф,rки g_нзны.'с напряжений для
пределыюго случая первого режима пpJli J' :=60° и х*=О, 5
(см. I,14) приведены на рис. 1-12,в, токи фазы а - на рис.
1-12,г, то1,а :вентилн BI - на рис. I-7 ,д. НродолЕИТr)Лы1ость
работы 1tа:кдого nентиля в этом случае равна .л =I20°-t о'"'
=I20°+60°=IB0°, т.е. г~ловине периода сети.
Дальнейшее увеличение ТО!<;а должно было бы пр юи сти к
увеличению . угла ко1щутации, при · sто1:1 Jt Jiомен:~у естественного
отпирания вентиля Bl комыутацин то1,а о вентиля В4 на вентиль .
Вб еще не успеет э аюнчитьоя , вентиль BI не :вступи т в paoo -
JY , так ка1, его напрнженые анод-ка·rод еще останется отрица­
тельным : потенциал анода вентилff BI paзeii потенциалу катода
вен~~ иля В4, так кart э·.rи ·вентшr11 под1tлючены к одно.й и той же
фазе а _ вентильной обмотrш . (рис.I-2) . другими словами, всту­
пление в работу очередного :вент ищ~ :возможно только после
выхода из работы противофазного вент,,ля. Таким о6разом,воз­
никне'l' задержка начала пр:ще"Jа коымутации то1,а с :вентиля :а5
на :вентиль BI. Эту задержку можно характеризовать r,ак неко­
торый, :вчз:ванный увеличением тока, доnоанительный Jтол регу­
лиро:вания о( 1 (рис.I-IЗ,а). В момент, определяемый углом ос',
:вступает :в работу вентиль BI, напрпжение фазы а равно полу-
сумме напряжений кошдутируюr;их ток___ фаз С - и а: tlc ;utX
Однако, чем больше уrол регу;rирования, тем быстрее происхо-
. дит
коммутация при том );(<Э :выпрямленно,\1 токе (см.рис. 1-7 и
I-8).
Действие этих двух течденций в эаконо!.iерности изменения
уrла коммутации при росте тока приводит к тому, что .в резуль-
-49-

г)
х*=О,15"
""~----' ---
-
____,,_/2х 17-
l'IЩ, 1-la
- 5U-

1
1
!
,,
тате угол комtlутацv~ ~стается 1н;и3j,денны1:.1 и рг.:вн~..~ 60v .
Начиная с то1еа, пр ~·l К~>"~~аром yГ'JjI :tо:мыутац:;.и д0Gтигне11
вел_ичи:{ы 60° ~ наступит в т о р о й режим" Вреr):снной грu­
фик тою~ фазы а для э1·аго рею-::ыа при o/=I5°, х"'=О,'? ,Ip,1-
~...~,e.д.Ч'4,; ..~;_a.~,.P-i1-G""~~--"::J:P.,, ,9д. --~_9:ка в_е_ н 1rиля - на р}:с. I-? 1 е. ~
х*=О,7
/
Рис. I-IS
llpJ/1 дальнейшем увеличении тока возрастает угал о(' пр,: не­
изменно1~ значении /=60'J. Уравнения (I, I ) и (I,?) спра.ведлюзы
для втарого режима, если в них падставить /- :i}<з и О(: О('
coso(;'~cos(«'+ :Л)= 2 xld
•
(I,П)
.
..
з 16Ev-
- 51-

1,/7Г)
[l.,
_
ЗVБ /:" coso<. 1+ cos 1cx + 3
'd(:2)- .JГ 1-у-
2
В относительных еди1-нщах (I, II) запишется ~.iazt:
(I,I2)
Ji:)
*
(I,I3)
coscx'- cos(d. 1+ 3 =Х
,
Кривая за:в/f,синости о( от тока, рассчитанная по (I, 13),
при:ведена на рис. I-П,о.
Выпртшсюше ток и напряжение точки перехода 01' перваго
ко второ11у ре,:,шу получим, 1щцстаJJи:в ОС1=0 в (_I,П) и (I, _12).__
В относ1~тельаь:х единицах эти величины соот:аетст.венно равны
x7f-2) =0,5; Uciu--2J=0,75.
(I,I4-)
Чтобы поirуч11ть уравненйе ы,е,и!·iей хара:н:теристи1с:;1 выпрff­
мителн: во :вторсн,1 режиме, преобр"'зуем (I,12) с учетоы (I,П).
Для этого исполъзуем тригонстетрические соотношею1я для раз­
ности и сушщ -косю1усов углов, sапишем лырзжения д,дяsiп~+З(/j
и cos(cx+ЗD°), возведеы их .в квадрат и сложим, получим ура:ане-
ние элл,шса Ud~г)
/~_
. (-9'!:~· + ~'%!"!' -!
(I,I5)
.о относительных едиnиr.;ах (I,15) имеет вид:
4 rr*2
*2 1·
3 Vd(2} -f- :Х
=
(I,Iб)
Вертикальная и горизонта.лыrая полуаси этого эллипса
равны соответот:венно 13,?2 ,1 I,O (рис. I-П,а).
Из рис. I-13,a .видно, что потенциал анода вс~L'упающего в .
работу Бент.иля БI, равны}1 подусумме напря.itений очередной и
nредыд;ущей фаз ttct;uc , остается nоложител:ып-ш :в течение
90°, начин_ая с моиента естественного · отпирания этог~ Бенти­
ля. Тюшм образо1r, :вторсй ре~:,ии может существовать до тока,
,
.
/
при котором угол с< достигнет предельной Ееличины о< преа=
=90°-У=90°-бо 0=ЗО0 . Для этого предельного случая ~а рис.·
I-14 лр;rnедены временные графики фазных напряжений и тока
*
,
о
фазы а вентильной 06ыотю1 (Х =0,866, dпр=ЗО ).
Относительные значения :выпрямленных: тока и напряжения
точ1щ перехода от второго к следующе:.-.у - третьему
-
режи;~у
определяются по ( I, IЗ) и ( I, Iб) при о('=80°:
•
- 52-
11)

tl
х*=О.Вбб
1'
Риv. I-14
1'.:сли пrодолжается воэрастание выпрямленного тока сверх
энач.ения. Jс/(2 -.~), то комму'l'ация тоR:а с вентиля В4 на вентиль
Вб не успеет а аверши:rься. к моме н ту, соответствующему пе­
ре(:ечению синусоид фазного напряжения Uc работающей фаэы
riаТ;)дной группы ( 'J '. f3. 1 , Jтенциала объединенных патодов r,tJк)
- 53-

~ nолусу1.1мы фазных напрf!Жений 1.1а; U К 1со:.~,.1утирующих 1·0:к
1лаэ анодной грушш ( т. е. патенциru1а $0,v ооъединенны.х ано- .,
до11). на,шпап с этого м::н.шн·r·а, становитсn по;южиты1ы1ым н'а­
прткение э.нод-ка:r·од ве1и•ил11 BI, ра:нное разнос1•н (f},v- l(Ji( ,
та~с 1,ан через рабатающий еще вен1·иль В'+ анод JJ,;HTИJIH BI со ­
единеr~ о точ1{ай N выпрнмю:еля (рио.I-2). Поэто111у :в этот
момент ьент,шъ BI вступает в работу, и допотнх•rельныИ угод
регулирования не может превысить эначе;1ия о<~Р =30°.
Таю!Ш oopa;,o!J, в тротье;,: рышме коммутации то,щ:в в одной
грiппе начинается раньше, чем закончится коммутация в другой
группе Вiн1тилай. Наблюдается так ;;азываемое дзаиное перекры­
тие, •r. е. пере1сры1•ие JJ о времени ши.•ерлалов 1со;,а,1ут,щии анод­
ной и катодной групп вентилей, в течение катороrо в работе
находнтся одновременно с;етыре вентю1я: Ш) дJза JJ 1,аждай груn'"
пе. В остальные ин,rервалы ком:.1у~°i,:.•,и;-: праиоходит :в одной груп -­
пе, и в раооте находятсн три вентюrя. Этим третий режи.,1 оу ­
щес ·1'венно 01·личаотся 01· порrн,r., двух. В течение д:аойнаго пере-
1срытин точки К, и N - полоzительный а отрицательный выв::щы --·
выrrря;.1:1'i·елн-ооед:штотся через раоотак,щие од!iовременно проти ­
вофаэ ные Dен:;.•иди, наi1ример, БI и Е4, и поэтаму выпрямленное
напрткение равно нулю. lfpи дальне~шем увеличеню: выпртrJiен­
ного тока дополнительный угод регулирования остается посто-
11Нным и равным rх'пр =30::>, а угол кш.шутации возоонавляет
свой рост, начинан со·значенин, равного 60°.
Внешшн характерис~:ика въшрш,ш~• еля. :в третьем режиме пред­
с~•авляет са6ой прямую линию, описываемую уравнением:
7./4J (З) = ,(J{/4о - ;/х: ld,
и11и в атносительных единицах
чим
Ток кароткого замыкан,f на
и.э - ( I' IS)' положив Utм~o;
х* =iз = 1.155·
к 1,5
•
,
f+ sin (у-t:х1пд)
-Vз
(I,17)
(I,18)
стороне постоянного тока полу-
(1,19)
В случае унравляемого выпрямителя уравнение внешней ха­
рактеристики в первом режиме и~еет вид (1,8), а в отнооитель-'
пых единицах
-54-
(1

~1
1
1
1
ud lf = COSO( - О,5х*
(l}fll
(I,20)
Угол коммутации при заданном эначен11и угла упра:~шеюш
а< оnределнотсн из (I, I) и при i·ou же токе меньше, чем в
случае СХ=О (рис.I-8).
Перех од из первого во :второй режим и дос·1•ижыrие углом.
~оимутации ввличины 60° проиоходцт при т оь:е fd(,-Y .)o1.
,
большем, чем в случае о<=О. Из (I,I) о учетом J:;:; 3}iз
получим эначение ЭТQГО тока в .относи тельных едиющах:
-lf
,r,:,
•
(, Л')
:r,(., -zJot.= vз suz "о<+: 6
Во втором режиме выпрями теля, работающего с угда.ми упра-•
влениf! о( 11 пределах от О до эо 0 , процессы проте~сают так
же, как и нри о( =0. llpи уделичении выnрпмленного 1•ою:1 угол
коммутации остаетсп ноизменаЬ!J.! и равным 60°, а дополнитель­
ный угол регулирования о<.' растет, в результате фа:-;тический
угол регудиров ания равен О('Р = О( +о(' ,
'r. е. dо;r.ьше угла
о(, эадавае1.шго системой ф::Jрмирования управшrnщих имnул:ьсов • .
Уравнения. (I, П) т (I, Iб) .второго режима неупра.влнамого :вы-
1111m.1ителя: остаютсf! справедливыми дла упра:влне:~ого выпрями­
·.rелн после за.мены сх' на о{'Р. Отметим, что при увеличении
т ока в:rорой ре жим будет длиться да тех пор, пока фа.Rтичес-
1,ий угол регули1:ювания не достигн:::т величины зо0 , каk и :в
неупры ляе~юм в ыпрнмителе. Таким 06разо1.1, при о< =30° до­
подпителы1ый уго;1 рсгулиравания ot' =0, и второИ ражиц су­
ществует ·rолысо при одн::ш значени.1 тока, за1' ем 11ас •rупает
третий режиы. 'l'акими же, как и длn неуарав л r,емого выпршш­
теля, будут и переход .из второго в тре'l'ИЙ режим и внешняя •
харак·rерист ика третьего режима управш1еиого выпрямителя.
При paoore выпрямителя с углом упр авления . о< ,оолъli!им,
чем so 0 , после первого ре жима сразу наступае•J.' третий режим
r; поочереднай работой трех или четырех вентилей. Второй ре­
жю1 - с ч,1 слом постоянно работающих вентилей, равным треы
-
отсутствует. Это объясняется тем, что при о<~ зо0 значение
суыu.арного угла ( ot+ J' ) станет больше 90° в моыент,когда
с у:величениеы тока угол J" достигнет величины 60°. При та­
Iсоы условии, как оыло показано для неуnравляецщ вWiря101те-
-55··

-лей, обеспечи:ваетсн :воэмоЕность отпирания очередного :веи­
тиля до 01,ончания 1<ощ.1ут,щ,ш 1•ока :венi•ю1ей в другой груп­
пе. Точ1,и перехода из первого в третАй режим при раэJ1ичних
эначения.х угла D( и j' ::;60° располагаются но дуге элшшt:а,
ОПИСШiае)JОl'О уравнеш,1ь1( (l 1 16),
Внешj/IЯ характерис•.rикiэ. выпряш-:тедя,раоотающего с угла­
ми о<> % , :в третьем режиме рабо ты оrшоы:вается следующим
ура:вне~щы:.
.,,.
7,-
[/4(,l)o< = fjcos(с<.- 6l ) - /,5-x-j(·
(I,21)
--
тr*
Положи.э в э•.rом уравнении Иd(з)~=О , можно получ.и;~•ь формуJ1у
длн опредеш.шиi! то1,а короткаго •замыкания управляемого вы­
nрfiJ'1ителн
*
2
(, 7[)
Хко1.=,Г?,- C0S1o<- -6
у-:,
(I,22)
Как .видна иэ (I ,21), (I,22), ток короткого замыкания "Lке( -
1.1енъше • че11 f ctк01 в случае лыпрнмителей, ра6о·rающих с: ;угда­
ми о<.< 75{; (см. I,19).
для :выпрю.1и1· елей, раба1•ающих с углами регуди1ювапип
сх >60° , во :всем диапазоне нагрузо1, оудет име1•ь меио
тоJr,ъко перrый ре ;~иы ра60·1·ы. Дейс·rвителы10, испальз ун урав­
нение (I,I) и уславие начала тре•rьего режима o<.+,f=90°,
можно i1айти I Ч1'0 nри <.Х = бО 0то1, перехода от первого режама
!С 1•ретъему со:впадает С ВJЛИЧИНОЙ ТОJСОВОЙ щ;луоси ЭJ!ЛИI!Са,
радной I,O. При ЭТО!,! Ua =0 Хк:=I,О, т.е. первый режим
драдошкается вплоть до короткаго эа~.шr,е.нин.
В реальних :ВЪ!ПРЯJ4ИТВЛЯJС ЮiДУIСТИВНОСТЬ В ЦЫIИ пас•.rоннна­
Г') то . ;а является .к онечной .величиной, а при корот1сом замы .ка­
нии в этой цепи 1,1ожет Сiытъ пра.~стичесю1 равный нулю. Продол­
жительность ра6оты .вентилей после выхода иа пе рвого режима
не превышает 180° вплоть до тока кароткого замыкания, а
nнешпяя хара1стериотлка остается эллиптич ескай формы кривой,
описанной ва второи реж111,1е для случая идеально сглаженного
тока.
•
-56-

с
Порадок в1толнения Работы
I . Со6ра1.•ь рабочую схему управляем,1го в1,шраыителя:.
2, Оанш(о ,r.и т ься с работой ьыnря:;,щтt;Jщ! пои .Х =0 и Ld=O:
а) Посмотреть на эr,ране осциллографа .кривые тоr,ов и на­
пряжений на отдельных 311ен..ьях выпрпмителя при ·различ­
аых значе1шях тон;а наrруэю: и угла ре~'улирования.
6) 06рати·.rъ внимание на сдедующие обс•rонтыrъства:
-
1•01, нагруэки ищ:,ет rrулъс;щующий хара.r,тер и совпадает
по форме с выпрямленным напрюкениен;
-
ф::>рма кривых токов R напряжений от ведичины тока на­
грузки не зависит;
-
при изменении угл9- регулироDания о( от О до 120° [/4
уменьшается от Ddo до О;
0
-
при изменении угла регулиро:uания о( в нривь"Х выпрям:­
д е нного ~•ока и напрнжения: по,шляются ааузы.
в) Sарисовать с эк"э.на осци1rлоrрафа, предварительно его
прокали<3ровав, кривые т01,а вентиля: и напряженин анод­
катод вент!t'.лн при эа.дашшх преподавателем эначениях.
Ir1. и о<.
•
8. Ознщ;омитьсн с работой БШiрямител я при .Х =0 и Ld ~ О :
а) Посмотреть на экране осциллоI'Рафа кривые токов и напря­
жений на отдельны.1: звеньях выпрямитыш при различных
эначениюс тока нагрузки и угла регуш1рования.
а)О6ратить JЗню,ншие на сдедующ,1е обстоятельства:
-
ток нагрузки сглажен, а .выпрнwrенное напряжение иыеет
пульсирующий характер;
-
фор:.~а кривых то1,ов и напряжений от величины тока на-
гру,аю~ не зависит;
-
г.:;JИ изменении угла регулирования о( от О до 90° 1⁄4
уменьшается от Udo до О.
-
обратить шшмание на изменение вед,1чины и фори.ы Ud и
ia при иэмэнении о< от О до 90°.
4. Спить основные хара~·:терист:щ;,, управляемого выпр~шителн
при .X'=r;=O, Ld~o.
а) Снять внешнюю характеристику вынрямите11я и некоторые
другие величины,ука,анные в таблице I, характеризую­
щие работу выпряиителн при изi.iеНешш f d в широких пре-
делах и постоннных углах с(:0° ,I5° ,зо0 ,45° ,бо0 , •
-57-

fd
Та6лJr1Ца I.
]
1•
!
х" О1. r 1 <flr~>
р[/IlrJ
[/4 Ц/
1
lJ"
1;
,(-
i
1
1
1
1
1
б) Снпть регу1rировс. .ну·ю характерист1щу вьшря.:о1ителя при
заданной преподавателем 1н1личине Zн , из.11.ен!IЯ уголсх
от О до 90° стуленями П"! 15°.
Резу.r..ьта~ы из1~ерений
занест.и в та6шщу I.
в) Зарисовать с экрана осциJiлографа кривую тока 11ентмя
и нанряженин на нем в те:, же маош:.·абе и при тех же ана"
чению::<ХиJd ,чтоиnп.2,:в.
06ра6о·.rка Dезулинтов опы·.rа
I. По дащщм оrшта п.4,а вычислить реэудьтирующее индуктивное
сопротивление. Х фазы :вы11рнмителя 1 приведенное к вентиль­
ной обмотке преобразователыrоrо :1:рансформатора.
2. Вычислить а:,;.rоr;1туду /4кт ~ока двухфазного 1,ороткого эамы­
каниа вен:rилъной оомотки и вшiрп.\!ленное напряжею:е при хо­
лостом ходе, принять их за базисные ток и н~пряжение и вы ­
чис;щ ть относительные ьеличинь. вьшрщтенных тока и напря­
женин в каждо.1 опыте. Результаты ьычисле~шй занести в
табл. I .
3. По данным опыта п.1,,а построить при о,,. const се.11.ейство
кривых Ud"(x"), Pv(x1, </1,;(х"), r (.х'} *
•
4. По данным опыта п .4, 6 построить 1,ривые Ud (о(); х"'(с<),
Pv-(o1, Pro (d}
5. Нарисовать осциллограммы :rока и напряжени11 анод-катод вен-
тилл по даннw~ опытов ri.2,в и п.4,:о.
6. Сделать выводы по работе.
- 58-

1
\1
''1
Лабораторuая·ра6ота No2
ИССЛЕд ОВАНИ~ :юстового fiРl~ОБРЛЗОВЛ'.Г~~ля
В ИНВl~РТОРНО~1 РБ~ИМi
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - иоследоnание и снятие характерис·1•,щ статиче­
с~,ого инверторного рзж.ша 1:pexфazmoro !,!осто­
вого нрео6раэо:вателя.
СО.цБР;!lАНИS РА.БО'l'Ы
;з раооте измеряются 1'аю1 и напряжени:1 на C1'0 PQHe пере­
менного и на с •r ороне постоюшаго то:са инвертора, измеряют­
ся а~tти:внан мощность v. угол с двига фаз :sентильноi! оо,:;отю;.
Опреде,rяются углы ,tо1шу'l'tщии и погасю1иr1 в ре·,:имс с посто­
пнным угдЬм инвертирQванин. при различных ·.ro;,:ax. Осциллогра­
фирую'l'СЯ на.прнжею1н. и та1,и оснQвных эле;~е1r1'ОJЗ ипвер•.rора.
Строятся входные и ограничителыще харш,тернс,;:• ,ши мой'Оnого
инвертора.
Т.ЕОРЕ'ГИ ЧЕ:скиЕ ПОЛОЖШiИЯ
Инвертор -устроИство, преднаэиаченно& для прео6разования
энергии 110с•rоюiвого •1• ока в энергию переменного •.roica. Инв-эр­
тор называют эависимы1..., или ве;п,ош,щ сетъю,есди кроме него
на сеть переменного тока раоотают друrи1:J источни~ш энергии.
генера~rоры.
В инnер•~-орном режиме может работать любой преобразова­
тель на управляемых полупров::Jдiшковых или ионных вентилях.
в том числе и uос·rовой, схема которого с указанием: направ­
лений отсчета- положv.телы,ых эначениИ величин дана на
рис. 2-I .
.
Инду!с~•ивность Ld цепи nос•rоянного тока будем считать
аесконечнD большой, в этом случае ток D цепи постоянного
. тока
будет непрерывным и идес;лън::, сг1rаженнЬ1М.
Переход нрео6разователя из выпрпмителъного :в инвертор­
ныl! режим рассм::,тр11.r на примере нераэветвленно!i цеш1 посто­
янного тока, с::,держащей вен·rидышй преобраэователъ,нагрJэо-

Р;н:. 2-I
чное соnротивдение ! 0 , • инду1с•rиыrость L d , генератар пас­
тоянной э.д.с. ,величина ~сат'1рай Ег н два раза выше носто­
янаой составляющей Edo э.д.(;. :iJыпрнмительного режима пре-
06разо:вате;1я при холостом ходе (рнс. 2-2).
;cp__e_d _
__,f;•
На рис. 2-3,а
приведены времен­
ные графи1,и фаз -
ных э.д.с. вен-
1•ильной ООМ01'!Ш
преа6раэо:аатель­
наго трансформа­
тора и тока :венти-
ля для выпрямитель­
ного режима при
с(= 15°, КоJ.Шута:.tИJО токов вентилей будем считать мгновенной,
при . этоы :вре~.енной график ·1·0,щ вентиля ,~меет :вид прямоуголь­
нюса. ·Угал упра.вления вентиля D( отсчитывается: от мо.ыента пе­
ресечения полож1.тельных пог.уволн э.д.с. вступающей :в работу
и вюсодящей из ра601·ы фаз до ыомента подачи отпирающего иы-
11ульса на управJ1я;щиt ::~.,е,(трод вентиля очередной фазы. fipeoo-
paз о:аателъ· работает :в в,-н: рн"'ителыю;, pe:ю'il.1e, если угол о,:: ле-
.._...:-

,1 ,.
а).
ia1
i1t\
u
1
lx
,.
1
1
10
2.Jr
с~
ev
ее
1
7J
1
б)1
-+-
tш
{ltlo :
•
я:
1
2:r
1
evер!tО(,
-zj.

жит в пределах_ ат О до 90°. Пр}; это1, через вентиль, uно;ц r:о­
торого п:Jд1шючен к выводу дан вой фазы .вентильной о6ью'l·ки,
И через эту фаз у аома1'Юl •.rQK ПРОХ(>,1<И~В ОСНОЕНОМ/)3 теченае
паложительноя полуволны ее а.д.с. •
Зависиы1ые инверторы средней v1 GальшаИ 1~::>щнос'l'И выполня­
ются в настоящее время ~•алы,о на вэн1•;щя:х' с частичнай упра­
вляем~стью. 0 1.rличи-~·t:льной ОСQбенt~остыо Э 1.rara :.с.пасса венти-
.лей с~1.1ирис·rоров1 PTY1'! .{f..C{ ве~т.иле:1t 1•~,1ратрС}1-i()В и т.п.) явля- 1
ется J.'O, что" возд0Исfьун на упрг.влнющиИ эле1и:.р~д раf§отающс-
:rо вен:rиля,нвлъзя сниз;и:ь егQ 1.' QK ДQ .нуля. l{,ш :в и1:вер·rорах,
таr( . И :В :выпрнI-.1.Н'l'ед~( С Т8.l(ИМИ Е~НТ~·IЛЯ:М~1 переход . Т~Еа С ра­
ботающего на очередliО~1 лен·1·иль'', вазыа:~~ен только при вь~нолне­
нии двух усл::Jю1й: I) нэчн;,ш1ше э.нс,д-!,mод ачередного ыш­
тиля п~ложителън.о, т. е. п~~t!енциал анQда оче_редн~)ГО веnт.иля
выше по'хенцна.ла анода раОJ 1rгю~сг::> - 1н;н.~.1 ilля 1tа1'~;:1,Еой гр~гппы(JЗ
нее входят вентили, 1са1·ады ка·1• орL:х соединены между саоай);
или патенциал юэ":rода очtре;що1·0 .ве1,·1• лл п ниже П~)•1•енц;,:ала 1са-
тода рс16отс.tющего вентилн ШiQДНОй гр:1 ппы (в нее входнт вен-
тили, ш:1ады !CQTOJ)ЪIX саединоны мт,ду ctJ6aИ), 2) на управмпо-
щий электрод оче_редн::,го вен:.:ллн подан отпираю1:\ий импульс.
В выпрю.\ лтельнQм рИ!:ш :1,е и.ост ::,;зо;'::> 1,ре::Jораэ ова:1.·оля: ток
в любай. мамеит времени пrю1·екаr.:т Чl~ре:, .iH:JHTIOiЬ J<а:еодн:,;й
группы• анод катараго имеет iЕ1нЕысш1й по1·ыщию1, па цепи
настоянного ТQка, ч6рвэ вентиль анодно :;, гр :; п аы, 1щтод кото­
рого имеет наинизший потr~'циал, и черс:з дн ,. соо·rnетствующие
обмотки трансформат,,ра. V:нтер:вал 1дежду вс:,·у11J1ени е1.1 в работу
очередных вентилей ра:вен oOQ, а очерьднос~l'Ь сао·1·ле1·ствует
номерам их.Величина постоя.юшй составляющей :rон:а Jd()(. сог­
ласно закону о~а ра:вна
J_Ег+Ed,x
dot -
'l
.
о
Если считw.ь сопроти.влыше вентиля в проводящем направ•­
лении равюnJ нулю, 'ra • ПQте1щиал У:,к точ1(И К 6уде:r равен
э.;-,(.С. ра6отающе ;; (;азы катодвай rpynпu, а потенциал (fN
.
~
равен э .д. с. раdотаюu;ай фазы анодной группы - при равном
нул~J пате,щ,1а;1е точки U веii'r,rльноИ оо.:отн:и.
Э .д. с. edrx выпрп:.ште,1н апредедяется ~сак напряжение,
-62-

о·.rечитанное O'l' ТОЧl(И К к точ;,е N • 1..lкN= (j)к-1/>н и равна
раз вости э.д.с. раоо'rающеИ фазы в ,tатодноt\ группе и э.д.с.
ра6ота;о щеИ фзз1,1 :в анодно й группе .. Среднее з аачение э.д. с.
eda:. за псrшод
-
постояннаR ооставляющая Ed« это И э.д. с.
-
поло;:tительно.
!lри ot :90° постоншщя составляющая э .д. с. вьшр1шителя
ocipaщae·.rc1! в нуль, постопннан соотаn.11шощая 1•:ща :в цепи оnре­
деля.этся тодько э.д.с. генератора пос'rошшого тока. Времен- _
ные графиюi для :этого · режю,щ преобразователя приведены на
рис. 2-3,б.
_
_
В режщ.4е Есг-о мою10 считать точ1ш N и К закороченными
по постоннному току: Тащ>й с;rуча:И 1.1ожет встретиться на
практ,ше, если вентили пот е ря.'ОТ управляемость ИJ!И JСЛИ при
работе веr~тиля одной гру1 ш ы ~роизойдет потеря вентильной
прочности в nеатиле др;~той г ру ппы и т.п.
При 90°<0<' < rso 0 прео6разоnате1rь переходит в инве ртор­
ный режим. Для: хараr,-::?еристики инверторного режима чаще поль­
зуются уиrоы инвертирования, или угло:.1 опережения, j3 , ко­
торый отсчитывае·rсfl до щнtента подачи атпнрающего импульса
на очередной вентиль o•r мо1шн.та пересечения отрицательных
палуволн :э.д. с.• предыдущей и очередной фаз:
JЗ= 180"-о(
Таким образом, в инверторuоы режиме прео6разо:ват~ль ра­
ботает при углах инвертирования от О до 90°. Времеюще гра­
фики з.д.с. и тока вентиля для j3 =15° приведены на рис.2-3,в.
Э.д.с. преобразователя edJJ в инверторном режиме становится
отрицательной, т.е. постоянная составлFООщая зтоИ з.д.с. Е$
меняет знак по сравнению с выпрямительньш режи1.101,1. Ток :в рас ­
сиетри.вdемой цепи становится еще меньше:
Er +L;,в Er-Ed,e
Z"
Здесь величина Ed/3 н азывается портоя.ннай составляющей
противо-с э.д.с., пос1:едняя равна по величине и · противополож­
на по знаку постоянной составляю щей э.д.с. инвертора:
Ed;з=-Ed; •
•
В инвертарно :.1 режиые П◊д действием ре:эульт;1рующей э.д. с.
-68-

Er,-Edft >О. ток проходит через :вентиль rсаТQДНОЙ группы,
анод которого и,меет наиниэ 1uий по ·rенц11ал, по цепи постолюiо­
го тока, через :вентиль анодно й гр,vппы, катод 1со•rорого имеет
наи:выс:llи\1 потенциал, и две сьо1·:ветству-.ощие фазные оомотки
трансформатора.
При 90::J > о(> О .прео6раэова•rы1ь paoo ·.rc1e·r в гене~аторвом
режиме по отноше;шю J! цепи пос1· 01шного т::Ji< a; в режиме
180° > сх) 90°, • т.е. 9ti>fi > О, он стtшо:вится по·rреоителем
энергии ·из цепи постоянного тока. Для генератора· постоянного
тока инвертор DЫПО:ПIЯ0Т pOJlЬ Н5..::'руэ очного СОПрОТЮ!Ления:.
В реальном преоораэовцтеле инду1,т11в нос 'l'а сети. переменно­
го тона и ин,1\у1Стивност11 расс·енния прео6раэо J:Jатедьног о транс -
с
форыатора не равны нулю. Ноэтому 1,0.ммутация: токов ВЕН! ТИJiей
,,
каr, в выпртлителе, тан: и в инверт оре не мЬжет произоИти
мгновенно.
Переход тока с раоотающего на очередной ве111·иль,начавший-·
сн в ин:аер•rоре в момент, соответствующий углу fJ , длится в.
:::ечеш1е неr,оторого ши:ервала, измеряемого обычно в электриче­
ских градусах и назьшаемаrо углом 1,омму'l·ации у . В течение
кою.~утационного интервБ.ла через 1щходящий из работы и вступаю­
щий в работу J:iентили за,;орачиваютсн две фазы вентильной оомот -•
ю1 преоораэовате11ьного трансфор1.1аторд. 1!ри аналиэе воэниJСаю­
щего переходного процесса обычао выполняют приведение 1сонту­
ра, связанного маг;rитн о с веияльной 06мот1tой .1 о6раэованно-
го сетевой 06.мот1,ой nрео6раэовательного 1•рыiсформатора и сетью
переменного то1,а, 1, вентильной о6мотюJ. Переходный ток в н:он­
туре коммутации называют током 1со,н:.утации вентилей. Положи­
тельные направлен~:н тока JСоммутации iк и тока ivq и э.д.с.
ev-0 очередной фазы выберем од~шаковыыи.
Пользу я сь кла с сическим методом, получим т ю,ое выражение
для тока коммутации:
_ !!...#
iк=i;+ i;=t;+11е .;с
Для упрощеню1 анализа, r,ai, и ра1:1ьше, положим активное с::J ­
проти11ление i фазы инвертора равныы ну11ю, чт о впо1ше допус ­
тимо для мощных инверторо lJ. И11ду1Стивное сопр о тивление Х фа­
зы равн о сумме сопротУ.в леш1 :1 фэ,:зы се•rи и рассеяния преоо ­
разователъного трансф ормат о р а , приведенных к вентильной 06-
1.ютке.
-64-

r.J
lq
На рис. 2-4 ориведенз расч:етная схема про'l'екан11f/ токов
при работе вентиля анодноt\ группы и коммутации 1.•01{ОВ вон­
тилеИ .катодной группы.
P,rc. 2. -4
Коммутирующая э.д.с. , деИотвующая в контуре коммутации,
рюша раанос•ги э.д.с. оч,эредвой и работающей фаз вентиль­
ной О6МОТ!СИ:
(?к= E!vo ,;_ еVrt = --Е/.Гm sin (-,J+ lf'•-! -30"} +
·т-[~,т sin(J+ 1f+ 150°)=
-=-VбEv sin (ill--JЗ)
Здесь оточат уг:~ов выбран 01• ыомента начала 1rа~шутации
и f(?Эcl'OMY начальный угол ?// равен углу инвертирова1111н (711=~,
E1rm и Е'lr - амшштуд ное и действующее аначения фазной
э.д.с. вентильном о6м отки .
•
Принужденная сос'l·аышющан TOI{a ком:~утации равна устано­
вившемуся ои11усоидальнону току двухфазного 1t0роткоrо :эrоtы­
нания на 11е11тщ1ыJоИ с•r·ороне трансформатора с амплитудой
Lкт• отс~~.ющему от э.д.с. ek на 90°:
·t ·,
__
16 Erпf!. cos(J- RI = J
cos(v1----(3)
/к- 2,х
. J"J 2кт
.., .
где l
= .- v?E1rm
!2кт
2х
(2,1)
l]остоюшу111 ин·~егрироваhJtН А определяе1, ,1э начэяьных
-65-
•J

·усло:вий, учитывая, что сог;rасна перв ому э iшону комму:rации
i~(O ) = iv-0 (0)=0:
iк (О)= i;(O)+/l
Тогда ыожно записать:
t"к == i; -1 - 17 = /4кт {cos(J·--JЗ,)- cos/3}
Процесс 1,0:,:ыутщ,; и о,с~н,шJJшн·сн :в момент iJ- == у 1 1согда
ток il< дос·rнгнбт в еш1ч»нь: инве.р:r· ирусмого то ка Jd . Исхо­
дя из этого, получим первое харан:т ери э ующее инвертор ура.з--
нение:
.
т
cos (jЗ-J)- cosJЗ.= -1d •
12к1r,
или в относитыrышх единицах
cos(jз :_. r)- co.s JЗ = х-~
Уравнение (2,2) часто записывают .в такой форме
•cos cJ - cosjЗ = ::х: ;;-
Эдесь N5ознг.чены:
(2,2)
( 2,8)
а) о тно си тельное индуктивное сопротивление инвертора,
или отн о с,,т ельное значение юшер•rирусмJго :rо ка
(2,4)
6) угол погасания, -:,'rод запаса на даио ~-шзацию ,иди угол
запаса на вос ста новление вент ильн ых с вой ств вент11лн
после вщода его из раооты
Угол погасания отсчитыьается от моме нта выхода вентмя
из работы до моuента, когда ваnрRЖение анод -ка ·rод ::;т ого
ве!iтиля пераходит от отрица1· ельных к положителыш 1.t эн1:1чеt1И··
IU4. Угол (t легко определяется по осци11J1огра1.1ие напряже­
ния анод-катод ·как угол, в течение которого это напряжение
отр.щательно. При холостоli ходе инвертора /~О и 0= J3 .
(j

Исх одf! иэ а ~ого, мажно практически устанавить uеличину уr­
ла jЗ раооN1.10щего инвертора, наложи.в его равным углу nо­
га (:анин , 1 ~эмеренному в режиме, близком 1t холостому ходу
иш1ер~?ара.
О1·мст1щ та:кже , что на основании (2,3), (2,4) и (2,5)
можно из инверторного режима определить су:м1:~арное индукт ив­
на сопроти:вление х фазы преооре.зо:вате;1н. Длн этого надо
ИёJмери·rь пр11 токе f d углы коыыутации и погасания - по ос­
цил;юграмме напряжении анод-:,атод вентилн или ыеждуфаэного
напрнженин вент11льноИ оdмо·.rки. Действующее значение э .д. с.
Е;г иэмсрнется нак напрнжение на зажимах фазы вентил ьной
061,:о'i'!Ш при хоз:остом ходе преобразо:ватедя. Тогда
(1"= 161::~ {cosO- r:.ps (o+;yJ} i
() (2,6 N
2Id ·
.
·
В•али чина ,Т из неупра.влнемого :выпрямительного режима
преооразова1,елн определяется более TO'lHO, таи как :в этоц
щ:учае треОуетоf! визуа;,1ьно по осциллографу определить тол ь­
но один угол - :ггол каммутацю1 .
·
11а рис. 2-5 приведены вреыенные графики коммутирующей
э.д.с. и тока коммутации (а), а также тока вентилн BI при
одном и том же значении тока fa для ряда значений угла
управленин: 1Х =0 ( u); сх' .,45° (в);
«=90°, • ,8 =90° (:r);
сх. =185°,
j3 =45° (д); предельного па· усло:вияы коммутации
э начения С(np=l80: J' , или /Зпр= J' ( е ) . Из этих кривых
видно, ч~rо
изменение началы11;~х усiо:виИ коммутации.,т.е.
изменение JГЛа инвер1•иро:вания, при однам и том же 'l'Oite
приводит к измепенw формы у<,.аст1ш кривой Itомыутиру~ощего
1'ока и тока nентилн на коммутационном интервале. С увели 11е­
нием уг.'\а ин:вертира:вания угол коммутации уменьшается при
том же инвертируемом то1се.
При дальнейшем уменьшении угла 1швертиро.вания то1t оче ­
редного вентиля не успевает возрасти дg _в_е_личины .fd 1с мо- _
меа'l'У, 1,огда комму:rирующая э. д. с. уменьшает сп до нуля. Затем
f?к мен нет знак, ток iк уt.iеньшастсн до нуля, вступившиИ
:в рабату вентиль разг ружается. Ток JЗе!iт,шя, начавшего выхо­
дить из работы, возрастае:,, опять, пунктирная линия на рис.
2-5,е), инверторный режим срываетсн, э.д.с. преобразователя
-67-
--------

а)
б)
tv/
8)_
tv1
г)
t\
1

IQ
"'
, становится паложителъв.ой и сую.шруяс:ь с
э.д. с. Ег со­
здает 6О}IЬШОй тон. (как в редиме рис.2-3,а) _ Та1{ой а.зар~--rй­
ный режим инвертора называют опр:нш;цыnэ.нием:. Опасност:ь е:га •
для оборудования заключается .в том, что во ,,шогих реа.,1ьЕых
случаях сопротиr.ление 7-0 цепи постоюшого т:жа весьма
мало ( соnрот1шление соед11шитедьной двухпрQDада::;;й Jшn;1,1 1:rеж­
ду генератором и и11вертором). Таким ::Jбразом, токи вЕшти:,ей
при опр::>1щ1щвании инвертора ногут почти n два раза превы­
сить тою-. при коротком замыкаI1ии выпрями~:ещr.
Дш:тельность ком;лутации то1-:а вентилей :вораиазт, если
при нсиз1tенном :,тле иrшер1·,1рованип ток [1 увелич!шг.е·.rс,:,
что :видно из :зре м енных граф;,;r~:◊:в т::ша :вентила на рис. 2-5:
кривая (ж) ПОСТросна IIpИ • р _,45О ПРИ TOi(C JJ 110:iИ:ора раза
6олъшем~ че:! ;:ривая. (д). По3т6му :в юшерторе с 66.r.:ьiiIИ!.: 1:0-
минальньn.1 током до1iже~1 устана:вшшатъсн и больший yroJ! :1н­
вертироваю1я, в противном случае произойдет опро;;идываш~е.
О;цнан:о реальных инвертор на вентилях с частичной управ­
ляемостью не может раоота·.гь при угле инвертировашн1, равно~!
пределън::,му /Зпр.:: J'-
при да,;ном токе, другами с.1овами,
инвертор не 1,;ожет •работать при угле погасания,равно1⁄4 нулю.
Объясняется это особевн.остью в:::Н1'ИJrя с частичной управля­
емостью: для восстановления вентильных сь ·1йств поело :выхо­
да вентиля из работы требуетсп вподне определенный миrш­
.малъный интервал времени и соответствующее ему н:шю.шлъное
значениR d';,uнYГJra поrоасания. Величина О,,,щн зависит от ти­
па вентиля, его ~<ачест:ва, условий его эксплуатации, ва.;шчин
инвертируемого :сока и напряжения анод-ка:сод;, данном режиме.
Чем больше угол погасания,. т.е. t~ы,1 больший интервал време·.;.
ни прошел с момента .выхода nе'нтиля из работы, том 6олъшее
nря1.1.ое напряж~ние может выдержаl'ъ венхиль, :вплоть до ма.?.С!'i­
J.1алъно допустимой величины nр,шого напряжения, на которую
он рассчитан.
Та.кии о6раз ом, условие устойчивости r,о~а1утации тос;ов в
инве~торе, или условие вадежности инвертора можно записать
так:
··
/З-/ =О~ Омцн
(2,7)
.
Задавшись значением JЗ~ из (2,2) можно получить зав:1-
симос:съ 1(.х:;-,;а с учетом (2,5)' и зависимость о(х1.
'
-6 9-

20
/;
о
jЗ 1. ,-о
_
,::о..
_
,:,::-о ,Д _ _
,. ,с-о
=-l'!,._,,.J
-,.,/ •
-vo./
~ -"Y"v
~~~~! ! '
!
o,os
O,f
0/5
Рис. 2-6
- 70-

Семейство · тс:ю1х змисимостеИ при ;З=сопst приведено на
р.ис. 2--6, и:з :.::~отор:.1rо :аи.дно , что по мере :зо"э растанин. х *
·J11~,а;о1чи.ва.з ·r-сп и угол 1~ом!;1утаци~ и с1-:орост:ь его возрастания .
J:ro.n ноrас,~ю:н по 1-repe возраставия: х* Г.Q.дает, причен тем
оыстрее, че1: оолъuе ток при данном yr:r.e инверт.1роваiша . При
•
3⁄4
у
Еекоторсм првдел;.но1'l звачепю1 Х пр угол O дос:.:иrа.ет :ве -
личины j' = jЗ , а j'"l'OЛ О с~аш.нш.тса равю,щ нулю,так что да-
('-
.
:,ш при иде$лы-шх :за:а:!1:;щях, д.rя которых 0-,..,u.н =0, нарушите а
усло:зие (2,?) i! на~~у1щ,:, срыв ин13ертиро:ааз~.R - -оnро.ь:ид.ы;вание
vш.вертс.ра. !ашш .ооразо~~ ;:рзелtичение .и:н:в:;;ртируемоrо т,жа и
понижщше нэдрЮ&ен::д сет:t лере11енноrо то1щ, лриводящие np!-1
ДЮШО/l уг.ле /J !! ~f.!.!◊ЛИЧеНИ,'J ,-:С-к- ПО Сравнещ1ю С .Х~р , ВЫ-
30:В;{Т срыв инзертиро:запип. С де.лью предот:врат11ть <: }:ж-и дьrnа­
ние инвертора в та.ю1х случаv.х, угол .ишзертиро.ва:-шя ло ..!!ере
i)Оста тока у:вешrчивают с щщощью тал называе~1::iго ЕОШiаунди­
рующего устрОЙСТJЗё..
Пунв:тир~щ на рис. 2-6 поrtаааны огран.ичитальш:rе хара.<сте-
i'
,..
.,_
..1'-
.
• _μистюш при Омuн=,.,апs.. • Чеы 6::ты;е имцн , тем ниже расnола-
гае-хся ограничитед:ьн.ая харан:терJ1ст.ю<а инвертора, т.е.. nре­
делъные значения Х~ при tt,uн> о0 получаются мены:liюt.и, чем
при о';,,щн-:::.0. Оr•_раничительнан харэ.ктеристюса при Оицн =0 F..lЗ-
/-
.
§
.
•
, ,ляетс:я 1tpi~:aoй зависимости nт х· уr1ш. ;i:о,шутащш .выпрямителя
при d. =0, _так какflnp= f иt CJl.eдooзэ.~e.;-u,Rt)•, уравнение (2, 2) пе­
реходит .· :в урЩJнею: е для Irеучра,,;.'!пеж,:rо :выпрямителя.
На рис. 2-7,а приведены :временные графики фазяых э.~.с.
и напр!1У.tений .вентильной обмотки с учетом коммутацц Rpl!
/3 = 45° и х*.. о,15. Потенцналы :выводов Х и Н •шс.ер~ра из­
Уевто~сз: no оrш6ающю,r 1срив:1Х фазных _ ~ш.pmreшrlf, п гр-афики
litЖЩ.1/:W:l ~~СТШи"! J!ШШЮШ. На р1.1с.2-'1,6,.в- .ВЫЩ)Л!i8НЫ .вреиешше
rрафшш ~ок:-щ вeк'i'ueft шmер1'ора, :аа рис. 2-8 , а - фазноrо ~o -
1ta веН1'М:ЫlОЙ 00!.<!О~!Ш.
Т~ж q1аэы .вeaт,r.,ui;ott аоы:1тю1 :в тече·ыtе UOJLynep.11щ1;a оавен
~оку. :aeHTИ.'l!l КliТ'ОД!Н)Й r·рущш. а :в: NЧ€Щ!3⁄4е R'i'O!)Oi't п::що:шпц:1
· nерао;д,а w -хоку .вентила а.чодаоl грушш. :взат;>му с np~~2oлo­
J1.QUшt знаком.
Фазное напр,rаение t/(!)М,. ьщ:1~.r;,:rыщi1 об!J.ОТ:ЕШ •t1тличаетс11 от
Э.~.С. eQ' 3ТОЙ же фаз& НЭ;Ш,1iЧi!еМ. ~:Зшt:t~ЩЖО.!ШШ: .[lll.Jt:)B. В те­
Ч6!Ш8 nepэ~ro Ш!:~ер:аа.ца. - l!l}i! Ji!C'f1I4"t,Ш:3'it ьеБ'l'ЮН! BI В работу-

г)о
17 2:r
Uакн 1 1/
Р;,с. 2-7
1
1
01
.?Jl-

Ux ia
~
а)
D ~2z
79-
о
л
U.ao
(,:»
6)'
2.J::.
:51-
8)о
7l' .
.7[
2JZ
29-
Рис . 2-3
-?З-

-
образуется контур к~,ммутации (рис. 2-4), для· которого
сnраведли:во следующее уравнение:
-
dia.1
dics-
diк
еа-ес= Х d-J· -х d-!J-
=
х d-J-
-
_
х d(lc1.-t'к) = 2 х d·l°к
d{)-
d?J·
В этом интервале коммутационное напрю.юние Ux , т. е.
напряжение на фазн:Jй И!iду.кти.в;;ости, отсчитюш:Jе в шшравле­
нии т::1ка этой фазы, и фазн::1е напрнже1-ше Uao равны соот:вет­
ст:венно:
В течение второго интервала - при выходе вентиля I из
работы · - аПа.iIОГИЧНО получv.м:
.•
.
dt~,
dieз_ d(lc1.-iкJ_x_i..i~ _ -2х dt~
еа,-е6=ХdfJ -х dfl.
-
хd&
d!J -
ci-8 -
При всту~щен:-ш в раоо ·.гу и :аыходе из работы вентiwя В4
коммутационные напря::1:ения от рассмотренных отличаютсн зна­
ком, та~, 1щк ток iач через ту же индуктИБ!iост:ь направлен
встречно т::1ку i ai • Временнай график напряжения il;;c , со­
держаций 4 ко1щутаци:JНных пика, показан на рис. 2-8,а.
Qазное папрюхение равн::1 разности фазной э.д.с. вентиль­
ной 06!.!:Jтки и ко~шутационнаго напряж~ния этой же фазы (рис •
. 2 -8, 6 ,в). Ьlе1,дуфазн::1е напр;;:>:tение равно разности со:Jт:ветству­
ющuх фазных напрю:еr.ий, нaпpи).!ep,Uae=Uao-t16'o(PИC.2-·--s,r).
,о

с,'
Напр?.деаие анод:..к.атод :вентил,; {.iак расрмотриы на nр-1-
мер0 вентиля EI (рис. 2-? ,г). При работе вентиля оно ра:вцо
ыулю, а в момент· :выхода вентиля из ра6оты становится отри­
цателъвш.,, с1tач!<01: нарастая до Еедичюш
Начю1ая с этого момен та и до Jшхода :ве~iтиля ВЗ из рабо­
ты, сог;rасно второму э акону Кирхгофа ыою1O записать:
8а•.rем, :в течение работы :вентмя В5 этой же :вентильной
группы напряже,:ие анод-1~атод вентялн. :ВI равно меж,r.,Jфа;,н::>­
му напрr,.жению фаз а и с :
Uа:к = ,(.iao - U .:о= -Uac
Рассмотрим закОНQiлерность изменения э .д. с. •инвертора с
учетом Itоммутации. Потенциалы TOЧGR N и К (рис.2-7 ,а) и
э.д.с. инвертора (рис. 2-? ,д) за счет r,оммутационных участ- •
• 1щs с•l'аНQвнтсн б:Sirъшими ::ro модулю. В течение коммутациош1O­
rо ю,тервала сQединены через КОlli.1у•rирующие т:ж :вентили nре­
дыд;у1Ца~, и очер едная фазы вентнлъной оомот1,и, При этом по·rен­
циал оdщей точки вентилей этой группы ин:вертора ра.вен полу­
сумме з.д.с. этих фаз.
Зависюдостъ среднего за период значения противо...з.д.с .
инвертора Ed от и~-шертируеJ.!'JГО т:жа Ed(Ia) ~та." назЬ1Вае­
мая ВХQдная хараr,·rеристика и~вертора - в случ_ае мгновен­
ной .и:оммутац1ш опре;z;еля:етс.я из 'l'ОЙ же формую:.1, что и для
упра.влнемого выпр·ямителя .о_ заменой _ос:::180°-_,,в :
.
.
J-;з .
.
E_d0;в=-E:0,13=22'Jz/Emcosv-d8= 3'jfErncosf
-f -f3
За счет коымутационных интервалов постоянная с::>ста:вляю- . •
щая противо-э.д.с. возрастает на величину:
.
.r.
ЕЕ,Е•
з,f(--evo-revfl
L\ d= d- dofl==-22JiJГ 2.
·
о.'
е )dгJ=
7 (2,8)
- ?5-

· •=_Lf~ d/}= _ЗffЕ, · {c'Osl a-y'-cos;,7
2Я ,_,~
2Л lr/!f.
ll" /
'1;
о
Оштча'l'мы1ое вырзженv.:е для входной хараI:тсрист;~ки имеет
!СаХ,QЙ вид:
Е, :::Е, +L1 с = зvJЕит cos{(3-1)+cos/3
d dOJ3 La,
л
2
Подс:rг.:sид (2,2) :в (2,8u моЖЕО п::~лучить:
лЕ, • Зх lrt.
а
'JZ: ,
ч:rо nозволит за;111сатr, в .ч:внои .виде зависимость
иF..вер,:иру~~оrо тока:
t:- =-зvз с соsв+ Jx1
dJrLvrn'/у:дd
(2,9)
(2,I0 T
c2,r:o
Уравнепие :входной хэ.ра.к'l'ерис'.i:И?.И в
цах получим, раэдеЛИ13 (2,II) на Еао:
о~•!iоситет.иых едюш-
Е*.- Еd:л:
11-
cosjЗ+ 0,5х
d - зVТtzrm
(2,I2)
На рис. 2-9 показаны входные характеристющ 1ш:вер~ора
для ряда значений j3 .
Вхадная характеристика при /3 =Consl: пре-дставдяет ср-
6ой наклонную .прш~ую, угол подъема r,оторой зюзасит от х .
Чем больше угол j3 , те:л ниже лежит эта входная характери­
ст юса.
Тач.ю,; на се,,,ействе ВХОДНЫХ характерИСТИI(, соответствую­
щие одинаковым значени·ям угла О (0°, ro 0 , 20° и т.д . ) де­
жат на прн:,шх, .называемых ограничительными входными хараrс­
теристик,ши. Эт;,r огран :1чительные прямые явшштся внешни~
харшстерист,шами управляемого вьmрН!.lи'.rеля. при угле а= о
(о0 , roa, 20° и т.д . ). Углы наr~она пс. атношению к оси·аб-
. сцисс
входны..х и ограничительных характеристик равны по ве­
личине.
Рассмотрим энергетические характеристики мостового ин­
вертора.
Аг:тивная мощнаст:ь, получаемая инвертором из цепи пасто­
нннаго тока, равна
-76-

&
1
-
.
,
)
.
.
.
;
i
1
:
ь
t
Е
;
'
Q
f
-
-
-
-
/
§
1
=
2
0
0
_
(
'
,
_
_
о
с
"
-
:
:
:
:
-
-
~
]
-
~
~
!
-
'
;
-
"
"
-
c
c
,
f
.
.
:
'
O
_
V
з
Е
,
г
т
d
~
~
-
-
-
-
j
З
=
:
3
0
.
.
-
а
в
•
J
3
~
1
1
0
•
J
-
-
-
-
-
-
0
,
4
1
-
-
-
-
-
-
-
J
-
-
-
-
-
-
-
-
1
-
-
-
-
-
-
-
I
0
,
2
.
0
,
3
,
.
_
о
0
,
f
0
,
2
а
)
х
*
Р
и
о
.
2
-
9
1
)
,
<
)
/
3
:
:
:
f
;
.
O
"
l
c
J
'
;
.
j
Q
"
t
3
=
1
4
-
S
0
r
J
'
=
2
'
.
,
.
/
.
.
_
/
r
f
:
:
.
2
0
-
2
5
°
1
1
)
0
~
Г
~
-
~
-
·
-
·
_
_
_
.
.
.
.
.
.
J
.
.
_
_
_
_
_
,
0
,
1
0
,
2
х
*
o
J

Р, :::Е, т = ЗVЗ г l cos(jЗ-Y)+cosft-
d ctJ. с1. :д: C..vm d
2
При пренебрежении намагничивающим 1'01щм преобразова­
тельного трансформатQра фазныИ то1, ег::> се1•евой а6мотки t>
по:вт::>ряет по фор1де 1•or< вент,1лыrо/, обr,101•:,и той же фазы z"v- ,
а при ра:вно11 единиμе I{Оэффициенте трансформации эти токи
равны : i 1 = iv- ( E"t=Ev-, e1 =t>v-)
.
Активная мощность фазы сетевой обмотки создается толь­
ко пар:выми гармоншшми ·ro1ca и э.д.о. фазы (э.д.с. сети ПJ)И ­
нята с~шусоидальной):
Р,~ = Е1Г L{1) cos L Ezr" 'lro
Эдесь lr1) - действующее значение первой гармоники се­
тевого тока, при липа/&ной коммутации равное:
j = Vб J'in D,Syl
f(1J
:JC
0,5).1 d
Угол сдви.га IАежду векторами фазной э.д.о. сети 4 и
первой гармоники 1·ока lм равен отс·1•ающему углу сдвига
(f}ro uежду оаmАи сиМ11етрии п<Jложительных полуволн этой э .д. с.
и оетевQго то1са (рис. 2-3 ,в). При мгновенной коuму·1•ации
cp(f)O:::. ·' ] [- j3 , а при линейной 1сомму•rации пер:вня гармоника полу­
чает дополнительный сдвиг· в сторону отставания от э.д. с. на •
угол, равный 0,5 / :.
LElГ,J;(() = 1/10 =wt)o + О, 5)' = л-fi+ 0, 51
Окончательно,активная мощность всех трехфаа сетевой 06-
uо1· ки pP1ina:
п1=3 п' =- ЗУ6Е, I sin 0,5J1cos/s--05j)
1-,
r;,cp
:л: zr d 0,5J
iг'
Здеоъ учтено, что cos(JL-j3+0,5°J,') = -C OS(_f3 -0,5t) .
Отрицатедьный знак :в выраж ени и для активной мощности оэна-­
чает t ЧТО эта 1\ОЩЕ О ОТЬ генерируется В сеть nеремеННОГО ТО-- __
ка. Активная иощность,отдаваеuая всей с етевой обмоткой тран­
,сфор~што~а. инвертора в сеть nереwенного ~ока, равна P,. - :r-J{

..
Неэюн.шалентностъ форыул для Pd и Р, 06ъяон1Iетоn оде­
ланныи допущениеu о линейаоы законе иэиенения тока ко1Ш.ута­
ци11. Поrрешноотъ в 6ВJiаное активных м:,щностей прак•хичеоки ни­
ч:еожна и обращаетоа в ну11ъ nри ыгно:в енной ь:01,11,1;у·тации.
Реаrи·иDнаа ыощноотъ сете вой обuот1,и трансфорw.атора инвер-.­
тора также определяет са nерв 1:001 гары.оникани э.д. о. и то1,а(рио. ,
2-9,6):
,г;::-
•
0. ,::-
-
0.
-3 0 -З' с l. . _ЗvбЕ, l suz ,.;у Jtnl;з-Q.fy)
,;,-
tqГ Су- l{f) S(.,n(f{(г л: zr d O,Sj
(J ,(}/
Реактивная мощность инвертора. положитеш, на. Полная хощ-
нос~ъ сетевой обмотки трансформатора:
j~= ЗEv-L=VбEvfd Vf-hт
Здесь учтеио , что действующее .значение сетевого 1'Ока
при линейной 1<0).щутации ра1шо
f =" /1~, ~1_
-
L_ ld
, v-:гV12Я
Коэффициен'I' мощности инверт ора определяется как 1,овффи­
циент ыощности се~·евой обмотки его трансформатора и равен о!r­
ношенl'..ю отдаваеи.ой им в сеть активной 1.1ощности к полной мощ­
ности:
А- lmcosr;в-o,s"aJ J/ к
Км=т,--
1,
r1и• сдв
Ковфф.1Щие11т сдвига фаз для сете.вой обцотки равен
Кедв= cos(j3 - О,5'5)
J{оэфф!1-ЦИ.еНТ искажения К!)ИВОЙ сетевого TOI<a ра.вен ОТ­
НОШ6НИJv действующего значен ия первой rарманщ,и к действующе­
ыу значению несинусоидального сетевого тока и при увеличении
угла кош~утации от О до 40° возрастает от 0,955 до 0,966 •
Порядок выполнения работы
I. Собрать схему для исследования мостового юrnep:ropa.
2. Установив напряжение источника постоянного тока в
I,5·t2 раза 6ольшиы, чем выпр ЯW!енная э.д .с. исследуе1,1ого пре­
образователя, плав!!о увеличивать yro,1 управления с Ш)мощыо
фазорегулятора , начиная от О, вплоть до срыва инвертцрования.
При этом наблюдать по осцишrографу эа иэменение1,1 фор1.~:ы э.д.о.
-79-

n.рsоdраэоватедя, наnрw.:е,щя и т:-ща вентИJiя.
8. YOTS.liORИ'r:Ь угол инвер:rирОJНiНIН! ПОQЧ(:)редно равным 10°,
20°, so 0 , 40° пр~ u1.шболъшем сопрохивлеuю-1 •реостатов :в цепи
nоr-тоюпюrо tока. ;t nронэnести ,1эыерtжи0 ве1шч;ш, указанных в
таблице I, y,11:.Jнiiш.11an ин:nер~ируемы,1 то:1: с:11упеняьщ из расчета
4·i -5 оnытных точен в .-аждом ре~~11не, nричеи до 0Jщ1.щня 113 них
дОJП1'Jщ непосредстзеыно r1ред11Iеотвоватъ ОР!:ШУ иидер:11,~ро:аа~нщ .в
ре:ким.е ;З = coast.
!7·1'"У'-~у!"-
U>t 1 и;_;,-1 ij~ Iv
,d 1ldiw
!()
1
!1
1
1
1
t
'
1·
'
!
1
1
1
'
! .. По }l'JЩ;()~'~J,!M 1!3 ()!JA~a Да!ШШ! :ВЪ:Ч):С,'! МТЬ суммар,юе IШ­
дyR:r.i!..Вl:06 содрQ::.-',:ещ,ш~,; фаз.r юmар,.'ора, прщзедеаnое rt вен~илъ­
щ;~\ 06,1:)тке дреобраэоз.зтельиого rранофор11.а•~•оре., и амплитуду
тоr.а ,,.,, :z'i:фaзioro короткого заш,1ю1ни н J3е1и:иды10Н обмо~·~~,\; счи~
тtнi 8.l\ТИВЕое сопротивлешю ра.:зиыu нудю.
2. Построить крю.ше эависимос~·ей углов кош..1у!l'адии и по­
гасания от то1;а по да,шю,1 orrы~ca длn ка.ждоr•о реж!!Ша j3 =cortsz<-
и сравнить их с теоретическими зш,uсюАостпыи.
3. Построить семейство :входных характеристик исследо:ван­
Е ::JГО ,ш:вертора для 1саждого значениr1 угла инвертирования по
даннuм опыта и огрюшчительную характеристщсу при О =0 и
при опы'I·нь.1~ ·путеi~1 •0~1радсле1-п-r~1.1 значении д~,цн•
Lf, Постро,и.·ь кривые за.висим::,стей fv- ., COS(ft,:;И R- от ин­
верт:dруеr:.ого тока по даннын опыта.
5. Gдедать выводы по ра(5оте .
-30-
..,

,,.
Jlа6ораториая р абот а No3
ИGСЛЕдОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРО­
ПЕРЕДАЧИ ПОСТО.ШШОГО ТОКА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - озн аJсошение с 1Jе тодами регулирова!iия ре~;ш­
мов эл ектропередачи постоянного тока, а так­
же ысс ледо:вание ее с-rат.ичесю1х хараRтеристм.к
на лабор аторной модели.
gодr~ЖАНИЕ РАБ ОТЫ
В работе измеряют ся токи, напрffжения, углы сдвига,актив­
нне ыощ;~оста на сто рон е переменн ого тока и тою,1 и наnря..;,;ен.ия
на стор оне постоянного то~а в ыпрямителя и инвертора эле ктро­
передачи постоrошого тока. Снимаются и стр оятся '}Татические
характеристиЮ1 электропередачи со сто роны отправной и со С!l'О­
роны nриеШIQй энергосис-лем при наличии .11 при отсут с твии регу­
лятора .1шю1ммьн оrо то1са на инверторе. С троятся: ве.кrсрные дя­
аграмш.~ д.,,:я: отпра:вной и прие1.1жJй энерJ~осястец :е номипа.,1ы1ои
реэ:иие. Определпе~ся nереrруэочпая спосо◊ност:ь инвер1ор а.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Входящие :е . с:;;ста.в каждой из преобразо:в ателт,ш,t."< подстанций
эдектро:-~ередачи. постош~ноrо тоr:а мостовые nрео6раэо:ватели pa-
· 6o!l' a.'O!l' .з установившихся реtшмах с одина.'(о:аьши угдаJ,ш регули­
р о:в ания. Элеюро1,щгнитн:ыс процессы nротека.юz од11наково во
всех мостах с одинаковшш схе~.::шы соединения об11о ток тран­
сф:)р1.1аторов. Поэто1tу :вся ыно1•окостоэан 11рео6разов ательна я
подстанция ыо~:: ет быть за!ющена д:ву-..шосто.выu усJI01н10-,д.венад ­
цатифазныы преоdраз~:вателеи экви:валентuой ~ощности. В свою
очередь в области нормальных реж~шов при углах ко1,1,чутад;ии,
вв превышающих so 0 , эле1(1'ро1,шгни~·ные процессы :в кахдо1.1 из 1.10-
стов двУDдостовоrо nреобраэовате11я протекают так же, как и :в
отдел:ьноы одноыосто:вом преобразователе эюш:валент1J.Ои цощно­
сти. Это дает возцожностъ при теоретическом и эксnери;.1е,1таль­
ном исследовании работы э;1ектроперt1да<Ш nостоянн:)rо тоrса :в
знерrетических систеыах каждую ыноrоыостовую nрео6раэо:ватель-
-81-

ную подстанцию моделироnать·одноыостовым лрео6разо:.еателеы~
На рис . 3-1 предстазэлена струRт:;рнап схема элецтропере,­
дачи постоюшого тorta с у«аэаюн:~ элементов сило.Еой цеnц и
рсrулирую~их устройств.
ОтпраIЗная и приемна.я энергосистеш~. переменного тока :в
обще!i случае имеют сложную структуру, они вюrючают :.е себя
ЫО!l',Нъtе генераторы, трансформаторы, синхронные I(омпенсаторhi,
различного рода потре6:.5тели электричес1сой энергии. При
анадизе электроыагнитнш процессов ,саждую .из энергосистем,
nриiLЪЩающих к линии эдектропередачщ, замещают трехфазной си­
стеJ.J.ой эrаэивалентнш: э.д. с. и соnроти:sлений. При этом, по­
скольку рассматриваются: мощные. систеuы, ио1tно на уu..-!тшать
актШ!ньtе соnроти:ешзнии в цепях переменного тока и считать,
что экви:валентные э.д. о. энергосистем ~ и 4.2 отделены от
mин выnрямительной и инверторной подстанций 1,шдуктивньши
соnротивлениF.ми Xs1 и Xs2 • Если рассиа•.rри:ваютс.я энерго­
системы оесконе1Шой моЩ]iости, то Xs-;=0 и Xs.2=0. В тран­
сформаторах Dыnрm1ителъной и иnверторно~ подстанций такие
учитшают только индуктивные сопротивления рассе.янин Х7, и
Хт2 •
Напряжение холостого хода трехфазного мостового преобра-
зователя
7Г 3,ff[E •
Vdo =~ v-COSC<
, где
.Etr- действующее значен,rе фаэн::, й э.д.с. венти;1ън::,й оом::,т ки
трансфорi!.атора,
с< - угол регуш~равания, отсчитывае:шй от момGнта перехода
через нул:ь :э сторону возрастания междуфаэнои э .д. с.
до начала упра:эл.ш,ще rQ ;п.пульса соот.в етст:ву,ыщеr·о вен­
тшrя.
При этом в 1,ачест:ае на:~равления nолоЕятел:ьного ::,тсчета
напряжения [/40 ria выходе nре::,браэователя пранято на­
правление от общей точки соединения катодов :вентилей к об­
щей точке с::,единения анодов. В выпр~шитеJiьно.11 реж.ше напря­
хе1ше Wo nоJrожитеJIЪЩ), следо:вахелъно, :выnрЯitитедъно14у ре-
1:иыу соот:ветст:вуют диапазоны :i'глов регулирования O~cx .t:,90~·
uи 270~,x:r,,_ З60"
.
В И!i13ерторноJ.t ре;~;иые напряжение U'cio
отр.щuе.n:ьио, сдедо:ватеJIЬно, 1U:U1ерторно.11у режику соответ-
·- s2-
О,
..

1
с
о
(
,
.
,
1
с
,
"
'
О
т
п
р
а
8
н
а
я
В
ы
п
р
я
м
и
т
ш
;
ь
н
а
я
э
н
е
р
г
о
с
и
с
т
е
м
а
п
о
д
с
т
а
н
ц
и
я
l
f
v
t
1
~
-
-
-
~
~
~
-
"
'
"
,
,
И
н
S
е
р
т
о
р
н
а
я
П
р
и
.
е
N
н
а
я
п
о
а
с
т
а
н
ц
u
я
э
н
е
р
г
о
с
:
и
с
т
о
м
а
л
п
-
<
1
1
J
:
"
l
д
t
~
-
-
-
6
r
ш
]
у
,
,
.
у
~
Р
и
о
.
8
-
1
Е
7
.
1
2
.
~
-
·
·
·
·
~
U
v
.
2

ст:вуют диэдазоны угдов регулирования 90~о<~ 180°или
f80°~ о<.~ 270° . В рассматривае.мш преобразователях комuу­
тациа тока :вентилей производится только за счет действия
э, д. с. се~:и переменного тока. ДJ1л осуществления норма..'lьной
~<аи.мутации нео6ходш.ю, чтобы э.д.с. фазы трансфор~щтора, к
которой подсоединен вентиль, встуnающи~ D работу, превышала
э.• д.с той фааы, к которой подсоединен JЭентнлъ, вы:х:одrоций
· -- -- - -i;---·
из работ.ы. Это условие может быть соблюдено только в интер-
'
вале угl!ОЕ регулиро:зания О;;;. сх.~ l80~ где диапазон O;;;rx:~90"
соответствует выпрямительному режииу, а диапазон 90~0(.:r .{80°-
инверторноиу. Для того, чтобы сделать возможной работу пре­
образователя ~ 11нтер:вме углоJЭ регулиро:ва.ния /80°,,;;о<~З60~
необходюJо nр;щ:енятъ специалЫ'ие схемы uреобразо:вателей, в
ноторых ко1Шутация тош.: :вентилей осуществляется г.ри помощи
дополнительно .в1слючае~н,rх в цепь ::11е1~ен1·0:в. назы.вае~шх ус­
тройст:ваци принудительной (искусст:венной)ко1Шутац1:1и.
Среднее за период значение въшр,ямленного на11раже1НiЯ
иосто:воrо прео6разо:вателя в ооласти норма.11ьнш режимов pado-
rы (О~/~ 60") 6ез учета падения напряжения на открытшс вен­
т;:лях и пульсации выпрямленного тока равно:
(/4= ~v:; El/{coscx:+cos(cf+J)j
(3,I)
С:вяз~ между средним за период значением. э1-.шр~шnе1шого
тщtа fd и: углами регулиро:ван;1я с< и коl.!мутации J' ус~а­
на:влцвается уравнеющц :.
Jd = Уб Ev-fcosor: - cos(O(, +yJ},
2.х
rде .Х - индукт,r.вное сопротивление на фазу :в_ контуре ~сом-
м:~-ж~щш~., щ1ИБеденное к :вентильной обмотке трансфор14.атора.
Иi:юшчал соs{сх+/)из (3 ,I) и (3,2). щщучим уравнение :внеш•
нeft ха:раа~еристики мостового преобразователя:
тг з-т/6г
зхz _тr зх1
v~-;;:::-;:_v-COS«.-
Jt d-Vdo- % d
;:/l
.
-84-
•ql
с/,

'()
,'
Величину нanpFJI:eaия: Udo= Еэ можно рассматривать как
эквивалештиу:ю э.д. Со преобразо:вателя," лри:ееденную к сторо­
ие поо1оmшоrо ll'OKa •• а :величину 3;:·- юш эюзи:валентilое ах:..
тш~ное соnротиэление преобразователя. приведенное к стороне
ПОСТОЯННОГО ll'ОКЭ., 't.n •
Уравнение (3,3) спраэедлюзо ках для :вьшрmLитеJIЪного,тац
и дnя ин:верrорi!ого реж!iЫО:В npeo6paзoDa1'e.nя. .В дальнейшем
вое :величины, относящиеся к отправной систеые и к !ншрлыи­
!l'ед:ьноыу хонцу линии э.11ехтропередачи посi-оянн:>rо !l'Он:а СS~дем
оСSоэначатъ индексом I, а :величюш, относящиеся к приемной
системе и к инверторному · концу - индексом 2.
Тоrда ура11нения :внеJJШи.~ характеристик выпряuителя и ин­
вертора запишухся: тwt: .
т г З"VбЕ,
Зх,1
Va,= :Л
lflCOSQ(f - ~ d
(3,5)
Эквива.uентные з.д.с. вьшр~шителя и шшертора соот»ет­
ственно равны:
г _т r _ ЗVбг " сх. r _тт =з}ffr:- co .sO(, (З,6)
С..эГИсiоГ :J[ L1п1,,'0S ,. Lэ2-ИdoJJ. Jl Lv.8
'2 ',
• ДJI.!i удобства анашIЗа инверторноrо рез.ииа n;~еобразователя
в некоторых случаях оказъmается це.uесооСSраанык преоСSразо:важь
уравнение (Э ,5) • .1100110J1ьзо:вавпшоь соожпошенцем:
of+j .=Jl:.;. .o, .
(Э,7)
rде О - уrол запаса инвертора.
Тоr.ца :вместо _(Э,5) noлyчwt следующее уравиение внешней :х:арах­
жеристихи инверто ра:
V,•
_
316г
_ r- ЗХ2J
d2--
.ff
Z::.v2COSQ + Х d
(3,8)
ЭжШI уравнениеи удобно пользоваться :в случае, если ипвертор
раСSотает с поотоян!Шм yr.uou запаса о = const
•
В стационарных режицах элехтропереда.Чli ожсу,:ствует из.wе­
нение :вшtрru.шенноrо т:жа во :времени. Следовательно ,реахтшs-
- 85-

_вые элементы л цепи постоянноrо т.:.жа (индуrtтивности л1щей-
11ых реав:торr):в tраспределешц,1е инду:,•.rvJJнос·rи и ещ,ости линии
эз.teщrpouepeдau.Ji, дриведеюше к сто ране пост1m1шого тока эк­
.вщJа.11ен~аые индукт.~tвности nрео6рааолателей) :в таких режиыа:х:
.могут не учитываться. Их учет необход,ш только в переходных,
;цинаш,rческих режимах эле1строnередач.и. В соответс?~:в1,ш са ока­
занным эквwалеитнаf! схеиа замещения эдfжтропередачи постоян...
ного то1,а в устано:nи.вшеися режиме имеет вид, показанный на
_ рщс. з-2. Линия: электропередачи представлена на схеме своим
активным сопрот~шдениеи 'lл , а конце.вые преооразо:ва:~.•imъ­
ные подстанции предст.авлены э1tви:вю1ант11шш э.д.с. Еэr и
Е32 и внутрв1шяuи сопроти:вJ1еi:!~яш11 'Zm и 7-п2 • То.к в ли­
нии эле1tтропередачи может прот,жат.ь только в одном напра..вде­
нии,. что обусш:шлено односторою1ей проn:JДи:мостью мосто:в· r,он­
це:зых преобразовательных подстанций, в мждом из 1,оторых тов:
напра:вден ◊Т общей точшх N соединения анодов вентилей к
общей точке К соединения катодов ( рис. 3-2).
Отсюда следуе'l'. ч~·о наrrрWJдение переда,ш энергии ме1.iду
прео6разо.вательнышt nодстанцнnм.и оnредедnетсп 1«с1s.1110чИ:t'ЭJ"1..Т,­
во з_на.кюш экв1mа.яентнщ э.д.с. Еэ, 'ii! . Еэ.2 • Если Е'э,>0;
что соот11ехс1'вует 1щпрями.тельному рехиыу .прео6раао:вателщ I
( O~<xf:t.f: 90° ). а Е'э2 < О• что соот»етст:в,ует ишертор:но­
i4:у режЮ,1~- п.реобразо.вателя 2 (90~ rx2 ::;t80°), ,?Q эв:ер:rип
nepeдae:i:ca oi ПOДCT6.IO.(!lli 1 к ПОДСХШЩ.IШ 2,
Ес.п.и" Еэ;;>О, что cooтne:rc~JJye~ JJi:!J!JЩ•ШTOliJ,UOMY режю-1~т
-Зб-

преоораэовсJ.те11я 2 ( О~а2 ~90" ), а· Е,н<О , 11~0 соот•- •
ветстDуе1~ юшерторному режиму преобразователя I(90'/f:,o:1(J80°),
то эиерrи п ае редае~~·ся от подстшщ1ш Z rr. nодста~щи..1 I.
Cor,racнo охеш, замещения TO!i JЗ линии nередач11 опредещ,...
ется вырSJхf.ншем
•]-
_
Еэ, + Еэ2
·
·
d- Zп1 + 7-л + .'Zп:z
С учетом (З,6) получим:
Jd =.§i/6_ Е1псоsсх1 + Ev-2 cosC(fl.
Л-
'Z.пt + 'lл + "lп~
(3,I0)
Последнее уравнение шжазывает, ЧТО ТОК JIИИИИ передачи
завис11т от параметров передачи 7..п1, '7..п:;~ 'lл, от величины
э . ;ц . с.Еv-1 ,42 энерrосистем переменного т,жа и от углов регу­
лырованин выпряv,итела 0(1 и инвертора сх2 • Чтобы в линии
передачи протекал заданный ток при данно~ угле регулирова­
ния: инвертора rx2 на вьшр~шителе с.uедуе!С установить впол­
не опреде11енныИ угол ре:rулирования о(1 , который 011ределя­
ется из. (3,I0) .
Други~.ш словаuи, сущеотвует определенное соотношение меж­
ду JI'лами регулирования выпрямитедя и инвертора, при с:><5люде­
нии которого для заданных напряжений в отправной и приемной
системах 1Jозможна передача заданной мощности из одной энерго­
системы в другуюо
При принятой в настоящее вреыя системе регулирования пе­
редачи постоянного тока ее мощность изменяется путеи измене­
н;:~ JЗып11mшенного тока при незначительном изменении в1:Шрщr­
ле,шо1·0 напряжения. Изыенение тrжа в линии передачи, КЕШ сле­
дует из (Э,IО), может. быть осущест:влено ра3личныни nуттш:
регулиро:вани_ем ,v-ло:в ое1 и G'<i.2 преоора3ователей, регудиро­
:ванием э.д.с. f:::v-1 и Еv-2 при помощи регуларо:вочuых трансфор-
1tаторов (автотрансформаторов) или поздействием на :воз6ужде-­
ние синхронных генераторов систем переменного тока.
Хотя изменением угла :~:,,3гулиро:ванин nреоСiразо:вателн на ка­
ком-либо одном конце передачи можно регулировать :вьшрЯШiенный
ток и мощ ность передачи в широких пределах, такое регулирова-
-87-
1

- ние
нецелесообразно, так как ono с:вязано со эначител:ьшш·
·_11отреблением реактивной мощности иа соот1:1ез.-ствующей системы
пере~енного жока. Желательно исnол:ьэовать совместное реrу­
л~роваяие режиыо:в электропередачи со стороны как отправной,
так и приеыной систеw, что приводит к умен:ьшених; р~а~и1и11-
ной ыощности, nотребляеыой преобраэователямм.
Реl'улирование углов управления выпр,шителn и инвертора
в электропередаче постоянного тока обычно производится
автоматически. Вьmрт.штельная и .инвер!rорная подсжа~щ,~ш элек­
тропередачи постоянного тока j6орудованы различнш.~.и реrули­
рующи.ии ус!l'ройст:вами. Нознако14имся с назначением и nрии.ци­
поы деИс-r.вия основных реrулт-оро:в неразвет:в~енной ~лекжро­
nередачи постоянного тока, по•.азанных на рис. Э-I. Всв ре-
• гуляторы .воад~йс:rвую:r "а сис"rе11у фазового управдения СФУ
прео6разова:rеJ1ей, изменяя углы у~ршшения ос, и <Х2 :.5еи11мей.
Система фазного управления питае-rся от шин nер~менного
fока, отделенных от места приложения эк:вИ11аде~итщ э.д.с.
системы переменного тока индуктивньш сопротивлениец .Z:S, •
Векторная диаrраы.ма для основных: гар1.1ою1к э . д. с., 1е:,ха и
нэ.пряжения на шинах одной из систеи переменного тоха (от­
правной) построена.на рис. З-3. Иэ диаrрашш; :видuо, ЧfО :век­
тор напряжен;1я l{.1 отстает на у-гол 61- от вектора э.д.с.
системы переуенного тока Ev-1 • Поэтому угол рвrу.щ,,рования
DC1 , отсчиты:вае,1,1,Ьlй от момента перехода через ~уш основ~
ной .11иnейЦой хош~:утирующей э.д. с., представш1е1 ооОой oyw:,
угла ~ и угла оса , отрабатываемоrо си.с~ецой фailo»oro
управления nреобразо:вателя, т. е. ot1 = ~ + «и .
Е, Xsf'li(O \ с..,
f} lП fv-(I)
Рис. 8-3
Фазорегулирующее устройство Ф служит для установки,
начальных угло:в регулирования :вш~р~ши-rеля ot01 и инвержо-
-88-

ра о(02 , с1.нэщая управлпющле и1шу;r:ьсъ1 на 1}ет1,э.х ВGRтилей
преобразавателя относiителъно ос;1а;н1ой rарыон~11\И iiапря::-:~ния:
на его шпнах CQ с11 ороны · сис~емы nсременнога 1:J:01-:a.
Ос:п::,вны.ы UЫОТD:Jдейс 1r.в~1-:~нд;!~J iJSГYJiЯTOPOJt на :выпрнмr·!ТЕ:Л:Ь­
Н ОЙ подстанции fШЛJiетсн регулптор тока РТ, а на ишн,рториол
nодстащии - компаундирующее ус·l' ройст:20 КУ и регуля:тор ;;;и­
н имальн::>го 'i'OKa РМ,11 •
Р ег ;улnтор таха у-.,3ел11ч,шает угол управлеюн1 вы;1рш:,ител11
при уЕе,шчени ,1 тс"а в r.шредаче и у~tеньша е т этот угол при
уменыиени11 т:жа. После •.1:ого, r,ак угол упра.в.;rе;ша :выпр~митеJ,n
с 1:ано:в!tи::оя раБНЪ!ii ну11ю, рег;гля.тар TQHa не моzе~ OQЛЬ:tie под­
д с:JрJr;Ив&:.1:ь заданное значение то1,а при у1~ен;;.шGни,, тока в пе­
р едаче. 3 ::;т:.щ случае поддер:i!&.ш~е тока в передаче ,,:ожст осу­
щест.вля·rься регулш:ором !Шюшального тока юшертора, ;-:аторый
уrдею,шает ";J'ГOJi удра.вденин ин:вер1·ора щы умен.ьшеиии ТО}:а :в
.аере;с.аче. Обычно этот регущгrар .вст;~· паt;:t .в ра.:5::т:т тогда, ког­
д а регулатор тока на выпрru,штеле не :в состоян.ш~ предо;;-вратит:ь
с ;Ш ж ание т::,ка. в нередаче.
j регу;~ято рах тоi\а произзодитс,r сравнение тока, пропор­
...с и она.т~ыiого то ку передач.и и_ получаемого от датчика тош,. ,!.(Т,
с задан1н·.J:11- то1<ом устав ни 1у • Ре1'улятQр т(n~а на :вr.Iпрям~и:·е­
л е дейот:вует та~шм ооразо:1, ч~'о он осущес:.'вш;:с:Jт регул1⁄4рова.­
н ие тода тс1rы<:СJ · ~:>гда, 1-<оrда то1, :Е передаче 6011ыtе TQKa, за­
данного током ;rстаьrш ~ 11
•
Регуля:1.·ор :шн;шал:ы~ого тока на
лнзер~оре , _ rн1otk,poт I ооуце с·r в ля.е~ регулир(нза.nие тоr:а ТQГда,
1, огда тоi\ в передаче стаiiовитсп !!Ыiьш0 тока, задааного тешам
• с таэк:.1.
:. а.кон изм е н;; 1,м1 угла упрш:ЛЫ!И:! вьшря;.штеля с !Jегулято­
р ом т:жа при пи т ании системы фазо.вог::, :rпрщзлеш1л от u и;1 от -·
дра:вной системы :вы ражаете f! урав,iеhием:
«, = CX01 +0s, +Ktx1(fa· - f1J1)
, где:
(3/И)
ot0, -
н ача.-:~ышй угол управления: щ,шраи,:теля,
eSI - yГ:)Л , JЧИT1ffi8.rj:Цl~ Й С ~~ещение П~ фазе
~CEQiH{;;t{ Г-:3.р ~~а~i:С
1 1.11
к:, - коэф.J.}.v~~~1е.1~ ·регул~1р::>:вг.I:АЯ регу~дтQра
тоr- устюн'.1⁄4 регулятора т::~ка,
-
89-

Kot/ =О, если la <ly1·
Под· действием реrуля'l·ора миниыалыJого тока на И!U!ерторе
угол уйрЭ.В)НШИfl Cf2113146Нi!СТСЯ по 31.!.I_toнy:
• где
(Э,I2)
0(02- началъuый уrол упра.в;н:1ша инвертора ,
-6~2 - угол, учнтш1еJ;JщиИ смещение по фззе осно11нщ гармоаmt
э.д.с. и наuрnжешш на шипах 11р11ем.ной энергос».с~е1.ш,
Jy2 - Т(Ж уставки ре:гу;штора миню.1алъаого то.ка~
Ко12 - коэфф~щ~~~,нт р~гул~ро.sанш1 регулятора 1~t1tн!4"а..'!:ьного то­
ка, при•.rем Ко12 =0, если
,Id>fy2 .
Регулятор тока на выпрm.!ителъиой 11одста~щt1и :выполняет
также функции защат!iого устройства. Пр11 срщза:х: ин:аертир::>.ва.ч,1я
ил.и коротких за~н-шаниюс .в л11ню1 лостоюшоrо тока реr•ущ1тё1р
тоi~ ограничиnает воэрастrшие тока и те1~ сашш nредохран ;1ет
оборудо:вание nередачи от перегрузок по току.
Компаундирующее устройство ишзертора предназначено для
ВJ:\Тоыатического поддержания примерно постоfi;шого значения
угла запаса ,ш.вертора при увеличении тока fd и при уменьше­
нии напряжения n приемной знергосистеы:е. Регулиро:ван.:е угла
за.паса ин.вертора позволяе:r осуществить его работу с наимень-
. шш.~
щ.rре6лениеи реактив!iой wощноста и предотвратить срыв ин­
:вертиров~шия путец uоддержаnия пос1·оmшш.~ циню.~а.льноrо угла
запаса. Без регулирования угла погасания инвертор теряет ус­
тойчиl!ост:ь при коротких зашжания:( в приеШiой системе, при
.1rоэрастаuии тока n(lредачи ВЬiше определенного значения и при
других а.варийных процессах . .
Компаундирующее устройство КУ сос:rоит из -д;вj'Х элементо:в:
элеыенха тоУ.а и элеJ.!ента напряжения. Элемент тоrса изцеияет
угол упраl!ления инвертора .в зависШ1:ости от тока таю&и о6ра­
зоц, что6ы при нормалъноы напряжении :в приемной сисжеые угол
запаса cf не .выход:т из заданных пределов. Элеl,(ент иапря~хеиия
изценяет угол управления ин:вертора при отuоаеииях напряже­
ния :в npue!.IНoй сис:rеые от норцадъноrо, также nоддержuая npи­
J,Lepno noc:ro.P.нньiw угол погасания. При уве.11ичеш~и жоха и у»еиъ­
шении напряжения угол ос2 уиеньшаежся, о6есnеча:аая устойчи­
ВО.}1'Ъ ан:ввржора пр!4 новых усл?:В!4ЯХ paCioт1.t'. Эwсоа i13Jteaeaaя
-90-
•.1

"
y.: · ·re управления ~ш:вертора, сuа6женного :реrуля•rором м.1шюлаль~
::1:::i.' ~ •.сока
и коr.шаундирующ.~t1' устроИстщщ, Qnределяе1'ся сле­
дующим уравнением:
0(2.=tXo~+f:1-s.~-,.K,xR(Jrk.z)-Kт3⁄4 +-/\н U .2 -к~(и;,.2-Ц)где (3, 13)
К7 , Кн и Kf, - 1tоэ ффици енты р ё~ г.улиро:nания элемента тщш и
элем ента напр яжения цом:паущз;ирующеl'О устройст:ва, причем к: =О,
есл.и ~<Ц,
И~п. - на.прnжение на шинах приеш~ой энергосистемы перем:енно­
rо тока,
rJ;, - предельная величина этого uапрнжения, соот:ветст11ующая
точке нзло1щ кусочно-лин ейной характеристики элеы ента напря­
жения.
В зоне действия регулятора мини1.1а;1:ьиого тока кu!.Шаундд-
. рую щее
устройство не :выводится из работы. Действие токового
элемента этого устройства эквивалентно некоторому уменьшению
коэNoциента регулирования ко<2 регулятора ыинимальноrо тока,
:в че11 моЖRо убедиться,записа:в уравнеиие (3,IЗ) :в такоц :виде:
0(2=CX02+fls2+(Ko(2.-KJ{IcL-l11~-Kтly2+Kн1⁄2r2-к;{Ц,z-l/4) (З,I4)
Вследствие того, что коэффициент регулирования Ко(2 регулято­
ра миницальноrо тока значительно больше коэфqi~щиента реrули­
ро:вания К7 токового элеи:ента, :встречное действие этих регу­
ляторов в рассматриваемой зоне не ухудшает уСJtовия регулиро­
вания. Соста:вл.~mщая К7]у2 в последнец ~'Равнении определяет
сдвиг угла управления, .который дает компаундирующее устройст­
во в зоне действия регуляторR wшимального тока. Действие
описанных 6ыстродействующ;1х регуляторов :в передаче постоянно­
го тока может быть дополне но так называемым вторичным сеточ­
ным регулированием активной мощности передачи по заданному
закону путем автоматического воздействия на токи уставок ре­
гуляторов тока.
Система аыстродействующего регулирования не исключает 11а­
до6ности в более медлеииом регулировании режимов передачи по­
стоянного тока, например, в регул11ров·ании напряжения с поu.о­
щью регулиро:вочных траисформаторов It.ЛИ специальных устройств,
воздействующих на цепь .во"6уждения синхронных генераторов.
Влияние подобных регуляторов на харацтерист~ки передачи посто-
-
91-

mшoro ·1:01,а может быть учтено изменением принятых :величюt
напряжешit перr;;ме!ш•:,го ~ока по концац эле~и.·роnэредачи пос-
Оснс.аш.1ш1 стат;r.ч.еским:и хара.L,терист~щами элеК'.rропередачи
постоянного то1\а ft.13Лякп:ся зависимост1.t ее вш1рям..1Iенноr~ uа­
пр;,.жышн от ·1:~11,а в .rергдаче (ввеиние характерпстюш) и эа­
:sщ:д:.юс:::и шстJс!ЗУ.Ой и ргактшш::>й мощности от напряжен.ия си­
сте,ш переме1пого то.ка. Статичесюtе хараrtтерист1ши имеют раз­
личный ы-.д д.:1п отпраnноrо и прие:,uюх·о r~о1ща электродередачи
i1. за.висн::' O!.t1 способа r~ услоnиf1 регулирования выnрями.!'еля и
и~,::верто1;э..
На. ;ш:с. Э...if по1,а2аны Енсшш1е характер.истики ;щпрю.tИтеля
с ры•ул.sто-ром ы,1,1р.11цrс,шого те-ха (щ:ш:вая I) и ,11шертора с
конпаупдирJющ 2u.1. ;.{стрQЙ(".т :sоы:, настроенпим на поддерца.5.ие по­
сто~,ъст:ва угш, з,шаса cJ'·"" сопs{- (кривая 2). В случае,е,:;,х.а
~п:вср:11 ор и: ,~0нт такiже и регулятор 1,~nима..т1ьноrо ~ска,его Енеш­
няя хар::ш:rерiiстика иэсора;щется кривей 3.
11 ;;io1>e, где рсгу,;штор тока не действует, внешняя хара..;,,:­
тернстика :вынрнмителя: иэо6рэ.жается n:>;ю1•0!1 nр~шой шншей с
,;;а.клов~:,м,эа.:ви.с?.,z;шJ от эквивалентного сопротивления Zлf .
Крутаi! часть. харш,тер,1ст1ши nолуч&.ется, 1-согда 1J,a :вьшрr.мите-
ле рэ..6отает регулятор тока. Наклон внешней характеристию.1 в
этой оолает.и за.висит от вел11чюш в116раш1оrо коэффициента
регулир::;Jзаюш K<xf регулятора то1tа. Точ!,а .излома внешней
ха.рши:еристики вunрF.1:ителя перемещается путем из1.1ененин :ве­
ш:чины т:жа уставки ly.( регулятора тока. Бнешння характери­
с·rика ;ш.вертора при усло.вии поддер:а:ания d' = coпst иэо6ража­
етсл прямой линией с наклоном, проn·:>рциона.льi!!,rм :3ею1чине
:жвива.1ентЕого сопротивле1шя Zп2 (сiА.уразнение 3,8). Кру-
та,1 часть характеристиrш получается, когда на инверторе деи­
ст:вуи реi'удя:тор ~.шш,JLа.тrы,ого тока. Наклон внеёrней характе­
рис:::-ин:и инвертора в зоне действия реr•улятора 1.шниыальн.ого
тока может ;rзиенг.тьсн зыо~1роu :велиЧi,НЫ 1tоэфф11циента реrули­
рованшr Ко<2 этого регулятора. Точ;,;а изло11а :внешней харак­
тер;ют л 1ш инвертора пере1:uщее:;_,ся при из!.!енении величины то-
ка уста.вки ]у2 peryЛR:i:opa ш.1шщального тоl\а.
Рабочая точr,а 1щ ваеш1шх хара11:теристиУ.дХ выпрв.1.1ителл и
Ш'..вертора определяетсн пересочение11 этих характеристик.
-92-

~
•
Рис. 3-5
-93-

Пр и э·.rо1.1 одна иэ харак~'еристик должна. сыть пересч~и.,ана с
::тч етоы. nадеnи я наnрn,;:sния от выпря.мл~;rн1ого тоr..а :в а.1\,.1 и.1н;;о м
(,01:р отхsлешш Z-1 лиюш передачи. Например, если .вве:пнnn
хара!!т;~р1-1.с 1I'Иl-Са пы rrрн11 11телл приводится к приемному концу ли-
., .,,, т?
J-
юн1 п~реда1и, то Ud;""Ud1 - 711 d , а если :внешаян хе.ра1,теристи-
ка и1р3ертор а np1rвQ.:o,и 1rcя: к отправном~., J.{О5цу линии, т:, -
_
UTT' ....
171_7
Т
сlя- - Иа:г ·f - <-11 .Ld-
З8.JH1 C i~J!.()CTЬ 1ЛiClli..НИX характерис:11 .ИК передачи I!OCTOHHllOГO
то~-<а от усл о.r~ий регулирования инвертора 1,1.ллюс:rрмруетеп
рис.::3-5. 3досъ локаза;!ы : 1:.:нешнп.н характористи~а выпряыит.ел я
с регуля~~}Jаы 'r~н:а (.к9.~:аа~ I), пр.u:веденная внешняя xapa:rcтe-
r:;1ст,ша и1-::зертора с· идеаг.ы1я. регулятороы угла эаnаса J,__
= const (нр и.вап 4 ), при:веденнаfl внешн яя хара1tтериати1са нере­
гулируемЬ:го инвертора, ра6отающеitо с неизи:енн.ьu:.1 угл'Jм унрап­
де н :и! сх_2 :::: coпst (н:рм:вая: 3), и, наl!онец, .приведеннан внеi!!­
няя харак'I•t;ристr,н~а > инвертора с реа.льньш .компаундиру-ощИ!4 уст­
р о йство;. (iё_ривая 2), настроеннш1 так, что ано nоддер;~,:юэает
пастоннс:rво угла зап аса только .в нскотороН зоне ре,.:иТJ ов ,о,шз­
ких I{ ROMИ!:!aJI ЬEO}lY. Кривая 2 занимает пр::Н.itЭЖJТ:JЧНО(; ПОЛ~}:(е­
:dИе между ltp И:ЪblllJ-: Э и 4 .
При н еш.1меш,ых дсiйс:r·ву-..ащ;:х значе,шя.х: на.прт,ений 0~1:прав­
ной ;r приеШ!ой энергосис~ен устойчизой то•шо й раоо т u переда­
чи Noля.ется теч.ка "а•: пересечения внеG1шu:: хараш1•ерист,ш вып­
рнш1телн 11 инверхора. Незн а-;ы:тельные с,~учай~ше иэуе н енщr
;) Тих ;щпр,,.жений в с лучае раооты и.ыnертора с ком..1ау-,;дир:,rющ,ш
у стро йст:ао м ы о rут привест и 1-с В :)зни.кна :вению 1iедл енных н епери ­
од ичес1шх к::те68JШ:.:! мсщr:ос:1.'а и т:жа .в ли нии uередачи.Дей с т:ви­
!·е ;;ьr-!о , из ра ссмо тренных :вне шн их характзр;~стик :выпрямителя
(J,р1шая l) .14 инвертора (крив ая 2), п::шаэанiiю: на рис. 3-5,
с:r едует, что , если , н апример, незначител:ьв::> uон юзитс.н на.пря­
Ее:а~е ::JТпра.1шой эвергосисте!.Ш, тЬ точка пересечения :внешнit!Х
хара..'<теристи z преоораз о:затедей dместитс н вю3Dо. ВьшрIО.L'lешп,~й
'i:O!{ в передаче у!.!еJ:iЬшится. Тс:;ч1,а n:в" m;ляется .неуст о йчивой,
jJ ре~:.11! уста.новuт с я в точке II с" . При восетанов;rыш11 пре"ни::с
.вez ,1чt1l:! uаnряжений :в систе1~ах nере д~енного то;.а возо е5но:вля.ет­
ся .<!СХОДЕН!! ре);: !Ш.
:i:c:::.11 :вне1:шяя харз:к т еристш-:а шmертора соответст.вует кри••
вой 4, то да.хе np.1: в.езЕачиель но.w; понижешш наnр вжеii.1<1я от-

npa.-srioй системы (или 110.:ш щепии н апрлж -эн ин приемной систеш:)
:во з1.с;;,ша nо;;:ша.я раз 1•р ;у-з1,а юшии передачи .
Воs1, ~,;;:ност:ь воз нюшовен,ш ре:зюLх сб росо:в ,: набросов мо щ­
нос 1: _::. в пере даче постоян н::>го ток а п:>лностью устраняетс я пр и
:в~:.лrсч1;:нии на ин.вертсре 6кстродей.с·rвующег а регулятора ш1нима.,1ь­
ного 1•0,са с т,жом уста.~ши , соот:зехс т::зую щuы раооче:!i.у то 1,у пе­
редачи. Б этом случае :sнещнян харгл~гер ис1·ика инв ер т:.J ра r,руто
s агибается вниз, .и имеется одна устойчиJJап точiщ п ересеt'сени я
о
ее о вне:;~аей хар акт ерист~ш::>й выпрюш теля (!,;рив ые I J·: 3 ;1а
рис. з-_.1+) ~
3ави. с11 мос хь аrt~~и.вно й и реантив1-rа й МQЩНости nреJdразQ.ва~ е­
лей ст нсшрнж(ншн на шшах пере !t енного та:ка хар,штеризуют р6 -
акцию эле:-стр◊ nередачи nост оянног:~ та1~а на -~·~зм:ене1н1f! иqnршк е-..
ния: в системе п.ер емен наго таI\а в ста 1rичес1\ИХ реж.им~хu
Пр;шер~шii вид зависш.шсти актн.Епой R и реакт ивной 01
мощне е~:~ е й вы:пря:мителя ат напряжен~н1 на шин ах · отправно й снсте~....
мы перемыш:ого тока показан на :~ис. 3-6. Хар а.•и'ери стию1 п ол у­
чены при нтн1чии регулщора ток а РТ Ra :выnр?.!.!И'хед е с токо м
уставю~, соответствующим ноюшалъноыу тохtу ;,лектропер едачи .
При п::шышении напрr..v.сн иr,: ы:тивная и реа:кти.вная иоrц.вос ти уве­
личиЕа:п •,;:ся rmmшo, так ка1' выпр,ш:rышы:1 ток воэрастаи· то щ;- _
ко за счет того, что регулятор теша обладает · нек::~торыи ста.­
тиз мон.. Реа~,тивная. иощностъ пр и. этом. вQэрастае·.r оольще , чем
а~ст ивЕая, вследствие значительного у-..зеличения: угла зажигания.
:выпряиителя при действии регулнтора тока.
Если на инверторе не действует регулнт::>р миниuальног::> то­
!{а, то при понижении: папртr.еF'Н! отправной системы а1,тш1ная
и peaicrивнaff иощност11 вш1рш.штешr резк::> УJiеньшаютсff вслед­
ствие того, что на вьшрнмителе перестает дейст:вова:r~ реrудя­
тор то1щ (сrшЬшные учао·.ею: r,ривых R и О,. при Z{-1 < f )•
Если на инверторе действует per;yJiffTOP тока, то zr,н
он ограничивает у.:еньщение nыпрF.мленно r о тока в передаче, а
значит, и уменьшение активноr. и реад•rивной м:щностей выnрЮLи ­
теля пuи пс,ни?:ении напршкения отправной с~:стемы (пун1стирные
участк~ аривых R и 01 при .J!ш- < { ) . Реа.'iтивная и:::>ш,ность
U,пн
уме н ьшается в меньшей степени, чем аR:тивная мощность переда-
чи, всJiедствие т::~го, чт::> умены.tеi:iие nыпрю.шеы,ого тока огра-
oi=
-
.,,i_) -

Рис. 3-6
-- 7.
/
/
'-----f- ---- ---' ---- --r -"''- --- UZIL
0,9
1,0
f,/
uli2H
Рио. 3-7
-96-

ничено, а угод коuцутац~ш выпряыителя увеличивается с
уменъшениеы напряжения в отправной оиотеме. При этом nои~­
жается коэффициент мощности преобразователя.
При.мерный вид ЗаI!ИСИЫООТИ llKTWIHOЙ и реактивной МОЩf!ОСТИ
инвертора от напряжения на w1нах приемной сис-rеыы переменно­
го тока показан на рис. .Э-7. В CJiyчae , ecJIИ реrудЯ'l'ОР 1,1J4-
ни11:ального тока на ию1ерторе не дейст:вует, при повышении на­
пряжения n приемной сис-rеме эквивадl}нтная э.д.с. инвертора
увеличивается,и регулятор тока . на отnра.внои конце передачи
выходит из раdоты. Вш1рямленный ток в nередаче постоruшого
тока сра:в1-штелъно резко уменьшается, что пр11водит к резко­
му у1&еньшению w.тивноИ и реактV..liНОЙ ыощиос-rи инвертора
(сплошные учас:rки 1,pWIЬIX - ~
и ~при ..!/ш_ > J.) .
.
•
•
Иv.гн
.. Если
на инверторе действует регулятор мю1ю1.мьного тока,
то пр1,,1 повышеню1 напряжениn в прие;.{НОЙ системе вЬ11Iряwrенный
тort уменьшается не,щачительно (за счет статизuа РМУ). Вслед­
ствие этого активная ыощност:r, передачи также уменьшается на­
эначителъно, а реактивная мощность инвертора У1Jеличивается
в результате увеличения реrуляторо:11 1,шни1.1W1ьного тока угла
упр'iшленv.н инвертора (пу1штирнь:е участка ,кривых -,А и Q2
·при -Uu.г >f).
Иu-.гн •
.
.
При понижении напряжения в приемной системе эквивален-
тная э.д. с. инвертора у1,1еньшается. Выnраw~енны!i ток в пере­
даче при этом nоддержи:вае:~:ся постоmшьш с поыощью регулято­
ра то1са на :выnряи:ителе. iloэтouy активная и реактивная мощ- •
ности инвертора при понижении напряжения у~tенъшаются в кеш.­
шей степени, чеL~ при -по:вышен~ш но.nряжен14я в ~иеьшой системе
(сплошные участки кривых -]3 и Q2 при __!:!J[JL_< 1 ).
,
.
Иv-2н
Порядок выполнения Dаботы
I. Собрать схему рис.В-5 для исследования электропере­
дачи постоянного тока.
2. Получить исходный номинальный режиы ЭЛiiктропередачи
(велич1rtны Uн , Uн , О<,1н, «2н задаются преподавате­
де.11) и nроизвесжи измерение величин, указанных в таблiЩе I.
-97- ·

Таблица I.
чтР,
01 [/4:, 1⁄41⁄42 1⁄4
1j
Qг д1,
.,_,
t/1 COS(,q
U1h1f1 {4 r.o .syi
0(1
сх.г /2 .
1
1
i
1
1
i
1
1
3~ Снять статические характеристиш1 электропередачи со
стороны отnра.вной системы, из1юню1 с щщощью автотрансфор-
1~атора AT-I напр.?Jitение v; в пределах ;t 20% от но1.нша.ль­
ноrо и nоддержиnан напряже;;ие 11 прие1tной системе пост::нпшьш.
l!ри снятии харалтеристик считать, что па выдрrшителе дей­
ст:вует регулятор тока с то~tом _устюнш, соот:ветствующ,щ ноШ1-
нальному то1tу передачи .ld"' Jdн . Регулятор то1tа выходит
из работы, когда fct < Jdн. •
Харак1•еристики сы!1tа·.r .ь дщ1 двух случаев:
а)на инверторе отключен регулнтор минv~Мального тока,
6 )на инверторе действует регулятор минvшалъного тока с
током усха.вки, соответс~:вующим номинальному току передачи.
В пер.вои сдучае угол регулирования инвертора сх2 астает­
ся неизменнw...1 при уменъшsнии иапрнжения l7я_ , а, следова­
тельно, и тolia ]d :в передаче.
Во второu случае угол регулироЕанин инвертора С:{..2 при
уменьшении наnр;t"\!ения Ц у~.шньшается так, чтобы ток пере­
дачи оставался неизменныи Jd- .: . fdн.
Результаты измер(mий занести в таолицу 2.
Та6л.iща 2
цI,Р, ~/ cos~о,и,и;,!k2lct{/2Lлs,.'?zCOS(h&1
4~ Снять статические характеристики электропередачи со
стороны nриецной систеl,{ЬI, изыеняя с поцощью автотрансформа­
тора АТ-2 напряжение {/4 в пределах :t 20'-,& от ноw:иналы~ого и
nоддержи:вая напряжение и; в отпра:вl!ОЙ систеw:е постоянньш.
Пр~ снr.тии характеристик считатъ,что на :вьшрr.JШ~еле уста­
·нов~ев реrу.пнтор тока,дейст:вующий так zе,ках описано в nyaкte
3.
-98-
о'

Q
'J
Харак·.rеристики снимать для тех же случаев, что и :в лун:к­
те s . . 8 лервом случае угод рагулирования инвертора сх~ ост а-
1т
е9:сн неизыеш;ым при увешлчешш напрнжения !../z • т.е, п.р и
умею,щеJ:ши т.ока Jd :в передаче.
Во вт;.Jром 0J1учае угол регу,шровааи я: юL-,ер::::о р а О:2 ::r_pa
ув еличении hсшряжени.п l/2 у недkш~е:r с •:.r та.r·:, что6и 4:l:oi., 11е.р0~
дачи ои·а11ался tiе,шмышI:Ш J;= -I~, . - ., "
Резу,rиаты измерений за.нес~ш :в таол;,..цу 3.
Таdюща 3.
1
u)ulиш 1
'1
а
U!l D ~( COS(j), (J
L,\Ц 7 1] ~ COS(A
•t
12
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Оt.;р.iбот.ка_ реаулъта~rо:а опыта
I. По дааш-ш: опыта п.2 :вычислить сопротшшения Х1 , Х2 ,
и 'Z'л, построить :внешнюю характеристи~tу :выпрямителя l/;;{f (ld)и
nрЮJеден:ну-,о :внешнюю характеристику инвертора -U~=- l/j2 + z.,,Jd
ПрИ 1•ех же ЗНачен:шх Ц, и;_ t 0(1 • И 0(2.
•
ЧТО И В,ОПЫТе.
2. Построить :вен:торные диаграммы основных гармоник то~в и
напряжений для отпра:вной _ и приемной сист еW:1 :в ноШ1нально:u ре­
:ъшые.
3. Вычислить перегрузочную способность инвертора по току
при 7/4= 1⁄4н и U=0,8 1⁄21т, праня:в шнимал:ьно·доnустю.~ый
угол запаса инвертора ·о"'нцн= 12°.
4. По данным опыта п.З .вычислить значения Q1 и Q!Z и по­
строить графики статических зависииостей lj, Q1 , ~ и 02
и;
от ~ при нали~щи и отсутствии регулятора wинииального ~o -
vn-1
ка на инверторе.
5. По данныы опыта п.4 вычислить значения Q1 14 02 14 по­
строить граи!СИ статических за:висимостеli! ~ ' 01. Р2 !!
и Q2 от 7 г'2 при наличии и отсутствии регулятора liLИHшiaль-
V:zн
ноrо тока на инверторе.
6. Сделать :выводы по работе.
-9 9-

JIабора'lорная ра6о'lаNo4.
ИССЛЕДОВАl!ИЕ КОМПЕНСАЦИОННОГО ПРБОБРАSОВЛТЕЛЯ
.,/
/ )J-IOIЬ РАБОТЫ .: . . ознаком.nен.ие с принципом работы и снятие
,,-·
/r
осно.вю,rJi: харак:ееристик коцnенсац:.~онноrо преоб­
разователя по схеце 11 эвезда-nряиая и обратная
звезды с двухфаэным и трехфаэньn.1 уравнительными
реакторами ,1 ко~шутирующиыи конденсажораw1 11 в
неуправляемом .выпр.ямитеш.ном и инверторноы ре-
жиыах.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В работ6 .1.1эмеряются токи и напряжения на стороне nере­
ыенноrо и на с•rороне посто?.JJНО1'0 тока nрео:Sраэователя,акти.в­
ная )tОЩност:ь :.1 угол сдвига фаз • с..:те:вой
• обмотки. Опредез~я­
ются углы коммутации IA свободно устанавливающийся у1'ол упра:в­
леюш :в выпрJШ:ительноы: режиме, углы ко.1.1Мутации и погасания в
ин:верторном режиме при различных токах . Опыты выполняются
при различных емкостях коммутирующIrх конденсаторо:в. Осцилло ­
rрафируются токи и напряжениа :вентильной обмотки, вентилей
и конденсаторов . Строятся :внешние характеристl!Ки преобразо­
вателя.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
На подстанц и ях: электропередач и постоянного тока высо к о -
го напряжения дл я улучшения их осн а:Б Н ЫХ энергетических. харак ­
теристик можно успешно применить :вентильные преооразователи
ко мпенсационного т и па . Э:rи преобразо:ва:r• еди по~:ребляю·r значи ­
тельно менъ:nую реактивную мощность, чем преобразователи обыч­
ного типа, а при определенных условиях могут генерировать ре ­
актuную мощность :в подключенную к ним энергосистему. Для
электропередачи постоянного то1tа, :в час1'ности, может быть ре ­
·комеdдован двухмостовой компенсационный преооразо:вателъ(рис.
4-I,a). Он отличается от обычного д:вухмостового преобразова ­
теля наличием коммутационного звена - трехфазного уравнитель­
ного реактора ТР и трехфазной группы коммутирующ1-Lх 1,онденса­
торо:в с емкостью С одной фазы. SакорачШJание этого звена с
поыощью трехфазного разъединитеша превращает преоораэователъ
-IOO-

б)
cs
5
d
{
J?ис. 4-I
. ,.101-
,..
•. :,jj3\ '-,.....:.

:в обычный. Пара.,1ле,.,1ышя ра◊ота нечетного и чет11оrо 1шстов обе­
спечивается д.8ухфазньu.: ура;зш?ельны;.1 реаю:•ором ДР, который
делит TOJ< преобразователя zd == 2/d пополам.
Двухмосто:вай 1щu::rенсационныИ прео6разаватель рис.4-I, а
при анашше ;доено рассматривать как совмещение двJХ последо­
вател'i,: о соед.1ше1:п-1ых усл,:шно-шести(оазных преоорэ.зо:ва:rедсИ:
а) аСiычн:ого с двухфазным ураJЗш1т<:шьш,:.м рею-:торо1, (~ент,т. и I~
81,5~4:б:2), С5) к:шпенсационного tвенти.ди 1,3,5,ь,4-.2). На
рис. 1+..: .1,0 предст:::,.вдена полаая схом.а э·rого · 1сомпенса:;ао;шог6
преоб:разо.ватела: "звезда-прямаа и оора:.rная з .везды с дву-LфаэНЫ,'i
И трехфазнЫJ,1 уравнИТtЗЛ!,tНЫ?lИ pezt.ктopa!,iiИ 1⁄4 lCOMH 1JTИp~y1:2z.:1,1:}..~ }~ОН­
денсатораtLИ11 , с1·рел1,а1.н-1 указаны :!а;rрг.:вленю,: по,щ;;штельного от­
счета величин. Рассмотри~! принr.щп д;;: .iJ;;т;з1151 и осн(ш1ше харак­
теристики преооразо:вателн по cxeue pиc.1i·-I,6, в д:шьнейщем для
краткости называе1Jо:го компен;::аци::ншым преобразователем.
Трехфазный Jрав,штелышй реаr,тор делит ток r.:::щпенсщион­
ного преобразователя на три ра.вных час1·и, rщторые проходят
через ко11му1'ирJющие конденсаторы и nериоди.ч:есЕй их перезаря­
жают. Напряжения конденсаторов, следовательно ,пропордиональ­
ны току преобрааователя. Заряженные кондеисаторы вход~т в кан­
тур коммутации и измы1шот условия работы вьnтилей и комму ·rа­
ции
их тон:о:в.
В :выпрm.штельном режиме под действием напрf!..,:ения 1-;онден- .
сатора :вентиль моz:ет вступит :ь в работу ранее момента естещ•­
венного отпирания. При э1·ом кривые токов сдвигаются :в стора­
ну опережения, 1,оэфф:щиент ~ощности выrrрмитедя при увеш,<rе­
нии тоi,а становится опережаю~ИУ. При nоложитедьн.ых углах ин­
верт и рования JЗ>О наnрнжение ;,;онденсатора способстr;ует ком­
uутацаи, длительность 1,01,шутации сокращается,угод nогасашш
:возрастает . По э то J.!у :в ко1.ше1rсационном инверторе :.. ОЖНQ уста­
новить меньшеа значение jЗ и получить большую устойчивость
работы, чем в обычном. При значительных токах благодаря :воз­
росшеиу напр яжению конденсатора создаются услоDия для вст уп­
ления ве :1т1rnя :в р аботу по<J з:е ыомента, соот:зетст:вующего то ч.ке
,rересече,шя отр1щателы1ых полуволн фазных э . д. с. :вентил:ы,ой
об!.!отки. В э то11 случае l!OIOIO устано.витъ отстающий угод ин
вертирозания fi<O и генерировать реактивную кощность :в
эnергосис~еку.
-102-
.-
1
.1
•.1
·,1
.·} fl
J

При а11с1.Jшэ е очи.тают, что ток преоdраэ ователя не имеет
пуJ!ЬСсщий, :вент,щи идеадьны, э.д.с. сети - .синусоидалъны и
сшдме:,ри•шы, а"т1rn1:ые сопротю:ления равны ну1т. Блаrодаря
де11стю1ю двухфазного урэ..'!!нителыюго реаr{тора д:ва эл:еыентар­
ны.-х: (·rрехфазных) преобразователя - нечетный, с виiтилпми I,
3,5, • и четный, с вентшrm\И 4,6,2 - работают параллельно. Ком­
пенсацио!-шые ззенья: элементарных преобразователей совмещены.
Для расчета токов и на.прnжений коымутирующ,u ~юнденоаторов
n:Jэ~•o,iy целесооСiразР.о прю.1ею1ть метод наложения действий .ис­
точ:нщщ:в то :-r.а, nредста.влf:JоЩiiХ нечетный и четный элементарные
прео6раsов атели. От ра6отающt:го вентиля одна треть то.ка посту­
паr:11' в одноимеш-rуы оомотitу ~рехфаэного ура:.внительного реаr,то­
ра непосредственно, а в две другие - череэ 1,онденса,:оры. На
рис. 4--2 нрнведе.ны для случаа. мгновышой r,оммутации временные
rрафию: токов :вентилей (а,6), токоэ и напртtений 1:.онденсато­
ров прl4 работе r.ечстной (в,г;д) и четной (е) трехфаэных групп
и прео6раэователя :в целом (ж). Токи и наnрнжешt1я: коммутирую-
. щих
:конденсаторов несинусоидальны: и имеют удвоенную по срав­
нению о энер1°осисте~,10И час:t•оту. !.\аксимюrы1ое значение напря­
жении конденсаторов равно:
·
•
2л: fc.,
U.cNакс =g 3с<.>{
Фазное напряжение трехфазио г,J урютительного реактора оп­
реде ляется: К3.!с фазное напряжение конденсаторо::з (рис.1,~2,з ,и,
к), соединенных li эюзивалентную звезду (рис .ч--з:а). Шесть оди­
наковых 061.т,оток 1•рехфаэиого рыщтора соедш-rены в равномерны!t
зигзаг (рис.4-3, 6), чтобы устранить вынужденное подмагничИ1!а­
ние 11агни~·опровода.
В реальном преобразователе инду1,тивное фазное сопротивле­
ние Х ОТJ!ИЧЕО O'I . '
нул.п, И ЕОМ:JУТсЩИЯ ДЛИТСf! не1,оторое вре1.1я
tк, которое характеризуют углом коммутации /= e,.Jfx (еи -
-
частота сети). Напряжение конденсатора, осуществляя комму­
тацию, изиеняетсн по довольно сложному закону. Поэ•rоuу про­
текающий в контуре "011ыутации (риG.4--3,в) под действием этого
напряжения: и э.д.с. вентильвой· об мотки ток коммутации t'x тал­
же становится несинусоидаг.ьны1.1. Для упра:вдяешrх компенсацион-
1шх преобразователей закономерность изменения то1,а t'x rrри6ли-
-103-

i

о
(\)
хеино считают 11рЮiолинейной:
.
.
f)
,
-tк== kт ·
(4,I)
.,.
2fd
а)
13)
l.4з, \ fJf
J 3,,, G=ЗС
•Jd
з
2Jd
~
-з- 2
GДРN
2
2]d
- S-f
t,,(3 G.
ld
2 ti_ Uc,2
6)
3.
.
t :::]d-lк
q
~5
н
к
ДJrя неуnрав;дяемых н:оыnенсационных вьшрЯШlтелей ее кожно
.считать Юlадратичной
.
•
'19-2.
tк= fd /2
(4;2)
.В (4,1) и. (4,2) электрический угол ·v1 ·={.)t отсчитЫБается
от начала рассыатриваемой кои.ыутации.
Токи очередного и предыдущего вентилей на коым_утационном
интервале равны соответственно: iv-o= iк , iv-n= id - iк. !{ан:
видно из схемы рис.4-3,в ток коммутации проходит по двум вет­
вям конденсаторной батареи: по коммутирующему на расси.атри­
ваемом интервале конденсатору проходит две трети, по NoУМ дру­
гиы последовательно ВКЛ11ченныы конденсаторШI - одна треть тока.
Индуктивность каждой обмотки трехфазного реактора с'Штают бес­
конечно боnьшой,и ответвлениеы тока коымутации ь реактор npe-
- I05-

вебрега.'ОТ.
В компенсационном выпрямителе отпирающ11й импульс на управ­
ляю11щй электрод надо пода.вэ.т:ь ранее м::шента естес:rвенного
.встуn.ления · :в работу вентиля на угол, превыщающий веш11чину
с:во6одно устанавлю~ающегося угла регулир::>:вания с:Ус. Именно :в
ыомеr1т, определяемой углоu О(с , напряжение заряжающегося к:,н­
денсатора начинает превышать величину ыел(Дуфазной з.д.с. емq;,,
равном разности э .д. с. очередной и предыдущей фаз :венти.1:ьной
О6МОТIШ : емср= е1ГО - evn• В БЫПрт.!kЕt'ОЛе {?мер< 0 И пре­
ПЯТСТБУ6Т ко1Jмухации, осуществлне мой заря.женнъщ конденса.торои
(рис.4-4,6).
В .компенсационном инверторе ·rо.к ~соммут.ируется под дейст:ви.,.
ец напряжения JtОЕденсатора и м е 11дуфаэ11ой э.д.с. трансформато­
ра: при fЗ>О э.д.с. е,.,ср::,O и спосо6ствуе1· коммутаци.11(рис.
4-4,.в}, приfЗ<О э.д.с. е,.,ср<О и препятствует каммутации (рис.
4-4 ,г). Поэтому 1tомпенсаци::;нный инвертор в реЕю,щ с :,тстающим
• углом инвертиро:sания j3<O может работа:r:ь только при больших
токах, :,беспечи.ва.ющих в предела.х: ко!lМутационноrо интервала на­
пряжение к::шденсатора большим по модулю, чем ме2,;цуфазная э.д.с.
Процессы в компенсационном и обычном преобразователях иллю­
' стрируются временными графиками и JЗскторньа.ш диаrра1,1мами тран­
сфОрматора для основных гармоник рис.4-4 (сетевой ток ооычно­
·1 '0 преоораэо.вателя показан пунк1·иром).
Для :,пределения характе·ризующих коwrенсационный преобразо,;.
:ватель уrло:в составляют выражения для площадки ка1.щутации Sк
т.е. площади, ограниченной осью электрических углав и кривой •
напряжения на фазной 1шду1,тшшости Ux в течение одн:,й ко~ш:у-
:rации:
J'
•
.Sк=fUxd-J-
(4,З)
о
Напряжение 1-lx определяют из уравнения для контура ком-
мутации по второму закону Кирхгофа:
dt'к d(ld-t'кJ _
-
е.
1.lи2- хci-& +х d&-
..,.. elfn v-o
dt",,
1(
е)
U.::c =Хdr} =2 Uc12+ нсрj
(4,4)
На рис.4-4 заштрихованы ординаты суwш напряжения конден­
са:ора и мехдуфаэной э~д.с.
Точное значение площадки кош,.утацив не зависит от зан:оно-
-106-

/З>
Uc t~, (,~
- .:.•.....
г)о
- et-tq,
1
(,А
fd
Рис. 4-4
- 107-
7~

!\ерности иэ.менения тока 1tо111му·.rации и дл.а любого прео6раэо:iза-
.
теля равно
•id••
.
у с[.·
Sк=/х i·t ,;( d{)=Jxdiк =xfd
{4,5)
оQv
о
Приравниван ( 4 ,5) и (4 ,3), куда :входит при611ижевное :выра­
жение напряжения 1:онденсатора чере3 ток коымутации. получают
соотв0~•ст:ве!шо для в~шршщтел:ьноrо и ин:верторного режимов коц­
пенсациошюго преобразователя следующие уравнения в относитед:ь­
ных: единицах:
х~i и;/(2л-З50)/s+ СО50<'с - cos{rxc-lв)
(4,6)
х*= f Vр('2л-1:1и)lи -cos/3 + cos(j3-J'1
(4,7)
Здесь относительное индуктшшое сопротш,ление. фазы, как и
:в обычном преобразователе:·
х*= 2xld _ Jd
c4 ,s)
~/ЗЕ11-т 4кт
Относихельнсе значение расчетного напряжения
rI* !/4 -
Id
'Р f.fE:.гrn - ЗwC-v'ЗEгrm
(4 ,9)
Еще одно :~'Равнение для :выпршш.тел:ьного режима по11учаю\r,
приравняв ыеждуфазную э.д. с. :вентмъной обыотки и напряжение
конденсатора :в момент начала коимутации:
(4,IO)
Урэ.1нiеНиР. для определеиия уrла погасания О :в ин.вертор­
ном режиuе ЫОЖНО nолучИТЬ, если приравнять нулю напряжение
иа :вентиле после :выхода его из ра6оты 1 пред:варихелъно заменив
-/}наО:
Sit!(O-jЗ+Jи)= и;(-~Л" -; /и-о)
(4,П)
Для решения сисхеыы д;зух трансцендентных уравнений,харак­
териз~'Ющих каждщ режим, обычно применяют ~афоаналитический
цетод. При этоы тахже учиты:вает_сл, что l/4 прm10 nропорцио-
-108-
fl,
1

-гт*v *
•
нал:ьно х* : ир= "х . Эдесь nара.ыетр I< ДдЯ преобразова-
теля с из:вестнь:м.и •угло:вой частотой (,,J и соnротшзлениеи ход­
нозначн о связан с емк остью фазной группы конденсаторов:
К = 6 f С . . Преобразо:ва'l'ель обычного типа получим,похоzив
К=О.xw
•lipШJыe зависи мостей углов Jle и Q'" от х,*рассчитаиШ1е
по (4 t б) и (4,I0) , прuедеиы на рис . 4-5,а,6 . Крmзые завис.шо­
отей углов 'Jи и rf 1tоw~е,нсационного инвертора от х: рассчи­
танные по (4 ,7)и (4,II), приведены на рис.4-5,в,г,д,е.
с<с,
2раа
о
О,!
а)
.го
0,1
б)
Н:шря~ение анод-катод :вентип:я определяется согласно вто­
роы.у закону Кирхгофа ДдЯ контура, :вКJUJчающего рассУатривг.еl.ШЙ
:вентиль, коu.ценсатор,работающь.й вентм:ь этс·й же трех:фаз~rой
груnnы и д:ве соот:ветствующие фазы вентм:ьной обко~ки.На рис.
4-6 прюзедены :вреы.енные графики напряжения ..ra вентце в :вшtря­
J.iительнок (а) и инвертор!!ОЫ (6) режшiах. Напряжения на эл;;1.1ен­
тах 11:о~шенсационноrо преобразоватеJiя из-за наличия ~rон.ценса-

о
0,2 .х~· О
8)
д)
Рис. 4-5
-rro-
1 . К=12,5
:/3=Ю
О,!
0,2 х*
г)
е)

·торо:в выше, чеы в обычно м прео6раз0Ес"\ Т ',.:1е.
l1ри /3::-О напряжение на вентиле под :глияиием заряженного
коиденса·.rора остается отрицатедьным и пасла того, ка.к соот­
:ветс:~::вующая межд уфЭ.зная э.д. с. пройдет через нулевое значе­
ние. Та~нш образ ом, в компенсационн01t инверторе угол погаса­
ниа О~/3-Jи ,т.е. больше, чем в обычном и~шерт::,ре. В :::тоы
режиме угол. ;:01шутации с увеличею,ем: тока :.зоэрастает,стреиясь
к, с:ваеыу пределу -
к 1,ритичес1,ому углу It::>ммутац,ди: • •
/кр= J-,/}J2
-
j
(4,12)
Угол комиутации д остигает критического значения при неко­
торой вею1чине тощ:1 и эатеы оста.етсfi постоншrю.! в двух случа­
ях: а) если установитъ jЗ=jЗкр= J;/кр при данном параиетре К,
d) если при данном угле j3 нарюлетр К равен значению Ккр ,
опр еделенн::~му из (lf, I2) с учетом J; "' 2 jЗ •
При определенном ;; ~отношении вел.. ·:ш К и .JЗ угол погаса­
ния ,1.::>жет в::,эрастать монотонно при у.з" .:,1ч ении тока. Чем dоль­
ше параметр IC , тем меныrе емкость С, ооj;ьше напря.с:ение на
конденсатора.,v. и оолr,ше угол погаса.~,и,1 при том же токе инвер­
тировании. При 1, =Ккр угол о полоши-rелен и уменьшаетс я до
нуля при одном определенном длi! I{&.ждоr·о угла JЗ значении то­
ка, устоltчивап: работа инвертора неэозмо1,на. При К>Ккр угол
о'.:>0 при щроом то;,;е. ~Саким образом, при данном jЗ д.,1я обе ­
спечения устойчивости инвертора ПЩ>а!tетр К следует :выбирать
большим критической величины. Тогда J- не оудет ниже мюш­
мально допус:н1мого значения ни при переrруз1,ах инвертора, ни
при снижении напрruкеншr в :ве,.Jщей его энергосистеме.
Ток фазы вентильной обмотки равен току подключенного к ней
вентиля. Ток фазы сетев::>й о6мотщд в течение положительного nо­
лупериода равен фазному току нечетной группы, в течение отрица­
тельного полупериода - чет~ой (при коэффициенте трансформации
равном I,0). Действуюцее значение сете:воrо т:жа в в~шрЯJ.!итель­
но.u и инвертор:ном режимах соатветс'.rвенно равно:
Действующее значение ,, е;эвой rар ~1 онию1 сете з оrо тока и уrол
сдвига фаз ее относите,1ьна фазной э.д.с. в выпря,ытел:ьном и
-IП-

tla
о
Рис. 4-6
-112-
('
ре
~.].. 't.~1
...--r
1,f
;1

•.
инверторном режимах приближенно определяются так:
•
1/6'
2
-
1
J;{f}8=!,{()и=Jr k; lfJf(f)B=·gJ'rгD<c; f/Jf(f}и= л--;з+2 Jlи.
Реактивная мощность компенсационного преоСiраэо.вателя рав-
на
.
Зfiсl..
Q,= ЗE1,.J,{f}~Ytn(jl,(fJz--YP-L1rm d Sin (f)f{f).
Начиная с небольших то~ов,реакти:вная мощность, потребля­
е.ыая компенсационньш выпрямителем:, стаиовится отрицательной,
т.е. выnряиитель переходи~ в реж.ш генерировюшя реактивной
мощности (см .. j)ис. 4:-7 ,а).
У компенсационного инвертора при неиэ!'ениом угле инверти­
рования потре611яемая реактивная мощность 1,1.о~ет Сiъ:ть:
а) положительной при /3 >/Зкр ,6) ра:вной нуюо при J3 =jЗкр ,
в) отрiща1•елъной приJЗк,01/J>О в области устой,uwой работы при
больших токах (з ооласr и малых токо:н Q, < О ) , г) отрицатель­
ной при /З< О ( • J >;(кр) , но только при токах, больших предель­
ного значения,·которое можно определить из ура.внений инверто-
ра при даанъtх: К, JЗ 01-щн•
Э.д.с. нечетного и четnого элементарных преобразователей
. (напря жение,
отсчитанное от точки 01 или 00 , соответственно,
к точке К} определяются не только фазными наnря:кениями вен­
тилыrой _ о6мохки, но и фаэаь.1.1 напряжением трехфазного уравни­
тельного реактора, нропорциональныu ' току преоора<1оватем.
Разность э.д. с. нечетного и четriого преобразователей :воспри­
нимается двухфазным урщ;:штелъным р,щ1tтором и делится его
средней точкой N пополш:. Э.д. с. преоdразователп :в целсu
определяется как наnртение Uю< и равно полусJ.ше э.д.с. эле­
ментарных прео6разовател~й.
Постоmшая составляющая э.д. с. компенсациоан:Jго nрео6раэо­
вателя п::~этоыу инеет доnолнитеш,ную, в срюнтнии с о6uчным
преобразователем, составляющ;r,о, зависящ,,vю от тока,параметра
К, угла кш,шутации и др.
•
В о-rнос~тельных единицах ( Ио= УзEvl'fl) уравнения в;rеш­
н.их характеристик вьшрямихельногJ и инвертор~◊го режимов к~~­
пенсационноrо преоОраэователп записываются так:
с:*_ З_/jos«c-1-cos(cxc-;fa)+f(. * (/Z-
_
l_)l
Ldв-2JlL
2
х 18 ,21 12"!/
-пs-
(4,15)

j
4~
f!.:20° 0,9
1. \'
,,
1••
"
(
о
цв
··;·
-0,2
о.
.!.,
!
Кf=l
i.!
-- 04
3!1 0,б
i"
'о
О/
{{2 .о
О/
о~ х,,<
а)
б)
'
E;i:
'
'
0;75
Ц25----i.----.r..:----L-~ ~'~ - -"- - - - - -- - - -'- -~
•
О
•0,1
О/
q2 .х*
В)
г)
Рио. 4-7
-II4- •

.\
,, .*'~
• .~~--f
~./:-.
,
На рис. 4-7 nриведе~ы внешние характеристики коыnенса­
ционноrо преобразователя, для выпрямительного (б),инвертор­
ноrо при /3<0 (в) и инверторного при fi>O (г)режи~,;ов. ~
-
меняя емкость конденсаторов,а, следовательно,nараметр К, ыох­
но получить требуемую жесткос:r:ь и форыу внешних хара1,теР.~ст~.в:
компенсационного преобразователя.
Технико-экономические показатели коыленсационноrо ИRВер­
тора мою10 улучшить, сохраю,.в устойчивость его р·аботы, если
изменять угол инвертирования при изменении тока. Так ках при
соответствующеμ еыкости конденсаторов угол запаса на деиони­
зацУ.ю с УJ!еличением тока возрастает, то угол инвертирования
в та;сих случаях можно не только уыен:ьшить до нуля, но и сде­
лать отрицате~.ьньщ.
Порядок выполнения работы
I. Составить и собрать рабочую схему для исследования коыпен­
сационноrо вы11ряши~еля согласно рис.4-I,б, :вмючив нео6ход.11-
1~ые приборы для из·церения указанных в таблице I :величин.
2. Закоротить компенсационное з:вено, :включить. подученный обы­
чный выnрfU.\ИтеJIЬ :в неуnра:вляе!.4Ый режиы и изцерить величины,
необходимые для определения результирующего фазного индуктИ11-
ного сопротивления преобразователя.
з. ВЮIJОчить компенсационный :вьшряыитеJIЬ,пред:варител:ьно уста­
новУ.в опережающий уrол управления около sо0+з5°. При двух
различных еыкостях:, соот:ветст:.Jующих К::7 и К=IО, и изыенении
тока от нуля до номинального изыерит:ь·и записать в таблицу I
указан1ше в ней величины. Зарисо:вать осцИJLJrограш,.ы наnряже- •
ния на вентиле и на конденсаторах .
4. ВКJIЮчит:ь последо:вательно с наrрузочнъши реостатаu:и источ­
ник постоянной з.д.с., превышающей в I,5~2 раза э.д.с. холо­
с1оrо хода компенсационного выпрямителя. Пере:вести компенса­
ционный преобразователь в ин:верторный .режиц. Постепенно УJ!е­
личи:вая ток, уменьшить угол инвертиро:вания до нуля и затеи
сделать его отрицательньш.
-П5-
\

Таблица I
сх ;зfdх*l оИац;цLRco.sp,
.,
1·_
.
Зарисовать осциллограммы напряжения на вентиле при поло­
жительном и отрицательном углах инвертированю,.
5. И:;щеняя то1.; ко~шенсациоиного инвертора от нуля до и о.ми­
нального при К=? и K=IO и /3=I5°= consf- , измерить и запи­
сать :в таблицу · I у1шза', ные в ней величины.
• 6. Установить начальный ;1тол инвертиро:ванил ft=I0° при K=IO.
Увеличивая ток компенсацнонного инвертора, уменьшать угол
инвертирования при неизменном угле погасания O=I0°, иэые­
рит:ь и эаnисат:ь в табл,щу I у1tаэанные д ней веш,чины .
Обработка uезул:ьтатов опыта
I. !!о данныr.1.опыта п.3 построить графики зависимостей О(с, (16',
UI~1;,Rи~ отх--:
.
.
2. По данным опыта п.5 построих:ь графики зависимостеji\О, Jи,
v;/1,, Rи lfl, ст х~
•
3. ~ данньщ опыта п.6 п::ютроить графики зависимостей j:J, J'и,
[/4,I,'Р,и(f,от.х*. .
4. Сделать выводы по работе.
-Пб -