Conversores de válvula DC

Os conversores de válvula CC são usados ​​para alimentar os enrolamentos de campo e de armadura de motores elétricos CC, caso seja necessária uma ampla faixa de regulação de velocidade e alta qualidade dos modos transitórios do acionamento elétrico.

Para esses usuários, os circuitos de potência dos conversores valvulados podem ser: zero ou ponte, monofásico ou trifásico. A escolha de um ou outro circuito conversor deve ser baseada em:

• fornecer excitação permissível na curva de tensão retificada,

• limitando o número e a magnitude dos harmônicos mais altos Tensão alternada,

• alto uso de transformador de potência.

É bem conhecido que a tensão pulsante retificada do conversor cria uma corrente pulsante no motor que perturba a comutação normal do motor. Além disso, as ondulações de tensão causam perdas adicionais no motor, o que leva à necessidade de superestimar sua potência.

A melhoria da comutação e a redução das perdas no motor elétrico podem ser alcançadas aumentando o número de fases do retificador, introduzindo uma indutância de alisamento ou melhorando o projeto do motor.

Se o conversor for projetado para alimentar o circuito de armadura do motor com baixa indutância, seus circuitos de potência mais racionais são trifásicos: zero trifásico duplo com reator de surto, ponte (Fig. 1).

Arroz. 1. Circuitos de alimentação de conversores tiristores trifásicos: a — zero trifásico duplo com reator de equalização, b — ponte

Para alimentar bobinas de campo motores DCcom indutância significativa, os circuitos de potência dos conversores de válvula podem ser trifásicos zero e ponte monofásica ou trifásica (Fig. 2).

Arroz. 2. Esquemas de retificadores tiristores para alimentar os enrolamentos de campo: a-trifásico zero, b-ponte monofásica, c-trifásico pavimento semicontrolado

Dos circuitos retificadores trifásicos, o mais difundido é a ponte trifásica (Fig. 1, b). As vantagens deste esquema de retificação são: alto uso de transformador trifásico correspondente, o menor valor da tensão reversa das válvulas.

Para acionamentos elétricos de alta potência, a redução da ondulação de tensão retificada é obtida conectando pontes retificadoras em paralelo ou em série. Nesse caso, as pontes retificadoras são alimentadas por um transformador de três enrolamentos ou por dois transformadores de dois enrolamentos.

No primeiro caso, o enrolamento primário do transformador é conectado "estrela" e o secundário - na "estrela", o outro - no "delta".No segundo caso, um dos transformadores é conectado de acordo com o esquema "estrela-estrela" e o segundo - de acordo com o esquema "estrela delta".

Devido ao fato de os enrolamentos primário ou secundário dos transformadores terem esquemas de conexão diferentes, a tensão retificada em uma ponte terá formas de onda que estão fora de fase em um ângulo com as formas de onda de tensão retificada na outra ponte. Como resultado, a tensão retificada total da armadura do motor terá ondulações, cuja frequência é 2 vezes maior que a frequência das ondas de cada ponte. A equação dos valores instantâneos das tensões retificadas em paralelo com as pontes conectadas é realizada por um reator de alisamento. Quando as pontes retificadoras são conectadas em série, o circuito funciona de maneira semelhante.

Para reduzir o número de válvulas controláveis, circuitos semi-regulados ou de ponte única são usados ​​para correção. Nesse caso, metade da ponte, por exemplo, o grupo catódico, é controlada e a metade anódica não é controlada, ou seja, montados em diodos (ver Fig. 2, c).

Todos os circuitos de potência do conversor acima são irreversíveis, pois garantem o fluxo de corrente na carga em apenas uma direção. A transição de um circuito irreversível para reversível pode ser feita usando um inversor de contato ou instalando dois conjuntos de retificadores. Tais retificadores são feitos em esquemas antiparalelos (Fig. 3) ou cruzados (Fig. 4).

Em um circuito antiparalelo, ambas as pontes U1 e U2 (ver Fig. 3) são alimentadas pelo enrolamento comum do transformador e são conectadas opostas e paralelas entre si. Em um circuito cruzado, cada ponte é alimentada por uma bobina separada e um cruzamento conectado à carga.

Arroz.3. Esquema de conversores de conexão antiparalela

Arroz. 4. Diagrama de conexão cruzada de conversores

O controle das válvulas de ponte dos conversores reversíveis de dois componentes pode ser separado ou conjunto. No controle separado, os pulsos de controle são fornecidos apenas às válvulas da ponte que está operando no momento e fornecem a direção desejada da corrente no circuito de carga. Ao mesmo tempo, as válvulas na outra ponte estão bloqueadas.

No controle conjunto, os pulsos de controle são fornecidos às válvulas de ambas as pontes simultaneamente, independentemente da direção da corrente na carga. Portanto, com este controle, uma das pontes trabalha em retificador e a outra está preparada para o modo inversor. A co-governança, por outro lado, pode ser consistente e inconsistente.

No controle coordenado, os pulsos de controle são fornecidos às válvulas de ambas as pontes, de modo que os valores médios da tensão corrigida y esta última sejam iguais. No caso de controle inconsistente, é necessário que a tensão retificada média da ponte operando no modo inversor (grupo de válvulas inversoras) seja superior à tensão da ponte operando no modo retificador (grupo de válvulas retificadoras).

A operação de circuitos reversíveis com controle conjunto é caracterizada pela presença de uma corrente de equalização em um circuito fechado formado pelas válvulas do grupo e pelos enrolamentos do transformador, que aparece devido à desigualdade dos valores instantâneos das tensões do grupo todas A Hora. Para limitar este último, indutores de equalização L1 — L4 são introduzidos nos circuitos (ver Fig. 3).

As vantagens do controle coordenado conjunto são simplicidade, prontidão para mudar de um modo para outro, características estáticas inequívocas, ausência de modo de corrente intermitente mesmo em cargas baixas. No entanto, com este controle, grandes correntes de equalização fluem no circuito.

Correntes com controle incomparável têm tamanhos de estrangulamento menores do que com controle combinado. No entanto, com esse controle, a faixa de ângulos de controle permitidos diminui, o que leva à subutilização do transformador e à diminuição do fator de potência.

As desvantagens acima são privadas do circuito do conversor com um controle separado. Este método de controle elimina completamente as correntes de equalização, pois neste caso o fornecimento de pulsos de controle é realizado apenas para um grupo de trabalho de válvulas. Portanto, não há necessidade de equalizar as bobinas e em geral a potência do transformador, pois o grupo retificador pode ser aberto com o valor zero do ângulo de ajuste.