Влияние вентильных преобразователей на питающую сеть

Курсовая работа

Мостовая схема выпрямителя

Регулируемые и нерегулируемые выпрямители

Выпрямитель – это статическое устройство, служащее для преобразования переменного тока источника электроэнергии в постоянный ток.

Выпрямитель состоит из трансформатора, вентильной группы и сглаживающего фильтра.

Основные схемы выпрямления.

Однофазные выпрямители.

Схемы выпрямителей однофазного питания применяются в основном для питания бытовых потребителей (бытовых устройств) и используют однофазные трансформаторы, в которых ток течет по двум проводам - фаза и ноль. Первичная и вторичная обмотка трансформаторов таких выпрямителей является однофазной.

Однофазная, однополупериодная схема.

Однофазную, однополупериодную схему обычно применяют для выпрямления токов до нескольких десятков миллиампер и в тех случаях, когда не требуется высокой степени сглаживания выпрямленного напряжения. Эта схема характеризу­ется низким коэффициентом использования трансформатора по мощности и большими пульсациями выпрямленного напряжения.

Двухполупериодная схема со средней точкой (схема Миткевича).

Однофазный двухполупериодный выпрямитель со средним (нулевым) выводом вторичной обмотки трансформатора применяют в низковольтных устройствах. Он позволяет уменьшить вдвое число диодов и тем самым понизить потери, но имеет более низкий коэффициент использования трансформатора и, следовательно, большие габариты по сравне­нию с однофазным мостовым выпрямителем. Обратное напряжение на диодах выше в этой схеме, чем в мостовой.

Необходимым элементом данного выпрямителя является трансформатор с двумя вторичными обмотками. Выпрямитель со средней точкой является по существу двухфазным, так как вторичная обмотка трансформатора со средней точкой создает две ЭДС, равные по величине, но противоположные по направлению. Таким образом, схема соединения обмоток такова, что одинаковые по величине напряжения на выводах вторичных обмоток относительно средней точки сдвинуты по фазе на 180º.

 

Мостовая схема (схема Греца).

Однофазная мостовая схема характеризуется высоким коэффициентом использования трансформатора по мощности и поэтому может быть рекомендована для использования в устройствах повышенной мощности при выходных напряжениях от десятков до сотен вольт; пульсации такие же, как в предыдущей схеме.. Достоинства – меньшее обратное напряжение на диодах в 2 раза, меньшие габариты, выше коэффициент использования трансформатора, чем в схеме со средней точкой. Недостаток – на диодах падение напряжения в 2 раза больше.

Трехфазная нулевая схема (звезда-звезда).

В схему трехфазного выпрямителя со средней (нулевой) точкой входит трансформатор с вторичными обмотками, соединенными звездой. Выводы вторичных обмоток связаны с анодами трех вентилей. Нагрузка подключается к общей точке соединения катодов вентилей и среднему выводу вторичных обмоток.

Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова).

Трехфазная мостовая схема (рис. 1.4, а) обладает наилучшим коэффициентом использования трансформатора по мощности, наименьшим обратным напряжением на диодах и высокой частотой пульсации (шестипульсная) выпрямленного напряжения, что, в некоторых случаях, позволяет использовать эту схему без фильтра. Схема приме­няется в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей.

Схема допускает соединение как первичных, так и вторичных обмоток трансформатора звездой или треугольником.

 

Влияние вентильных преобразователей на питающую сеть

Во многих электрических сетях и системах вентильные преобразователи являются одним из основных видов нагрузки. Преобразователь является для сети нелинейной нагрузкой, и его работа оказывает влияние на режимы работы сети, особенно если мощности преобразователя и сети соизмеримы. Поэтому при проектировании как электрических сетей, так и вентильных преобразователей необходимо учитывать влияние преобразователей на питающую сеть. При работе преобразователя от сети соизмеримой мощности возникают дополнительные отрицательные эффекты, вызванные искажением тока, потребляемого вентильными преобразователями. Несинусоидальные токи преобразователей создают на внутреннем сопротивлении сети ограниченной мощности несинусоидальное падение напряжения, вызывая искажение кривой питающего напряжения.

Несинусоидальность напряжения сети оказывает неблагоприятное влияние на работу многих потребителей энергии: ·

- искажение формы питающего напряжения;

· падение напряжения в распределительной сети;

· резонансные явления на частотах высших гармоник;

· наводки в телекоммуникационных и управляющих сетях;

· повышенный акустический шум в электромагнитном оборудовании;

· вибрация в электромашинных системах.

· снижению электрического и механического КПД нагрузок,

· ухудшению характеристик защитных автоматов

· завышению требуемой мощности автономных электроэнергетических установок

· нагрев и дополнительные потери в трансформаторах и электрических машинах;

· нагрев конденсаторов;

· нагрев кабелей распределительной сети.

Поэтому ГОСТ 13109-67 ограничивает возможную несинусоидальность кривой напряжения сети.