Сложная шестипульсовая схема выпрямления последовательного типа (схема Вологдина)

Мощности трансформатора S₁ и S₂ равны мощностям трансформатора схем параллельного типа, что свидетельствует о прежнем использовании активных материалов трансформатора. Преимущество схемы выражается лишь отсутствием уравнительного реактора и как следствие отсутствия пика холостого хода, внешняя характеристика имеет такой же наклон, как и в схеме параллельного типа.

Теория работы мостовых схем

Однофазный мостовой выпрямитель

На электровозах и электропоездах переменного тока однофазная мостовая схема выпрямления применяется в силовых цепях. В цепях питания обмоток возбуждения тяговых двигателей, вспомогательных цепях и цепях управления применяются однофазные нулевые и мостовые схемы выпрямления, а так же трехфазные нулевые и остовые выпрямители.

I 0≤ωt≤π

U_a>U_b

VD1 – A(+) – открыт

VD4 – K(+) – закрыт

VD2 – K(-) – открыт

VD3 – A(-) – закрыт

I U_d=U_K-U_A

U_d=U_a-U_b=U_ab

U₂=1.11U_d0

I_bmax=I_d

U_bmax=1.57U_d0

I_bcp=I_d/2

i₂+i_VD4-i_VD1=0

i₂=i_VD1-i_VD4

i₁w₁+i₂w₂=0

II π≤ωt≤2π

U_b>U_a

VD1 – A(-) – закрыт

VD4 – K(-) – открыт

VD2 – K(+) – закрыт

VD3 – A(+) – открыт

II U_d=U_K-U_A

U_d=U_b-U_a=U_ba

Из рассмотрения типовых мощностей преимущество имеет мостовая схема, поэтому в силовых цепях на современном ЭПС применяют только однофазные схемы выпрямления.

Простая шестипульсовая мостовая схема выпрямления разомкнутого типа (схема Ларионова)

Основными достоинствами простой мостовой схемы являются:

- имея m₂=3 получено m=6 (в простых и сложных нулевых схемах m₂=6) при вдвое меньшем числе витков вентильной обмотки на фазу;

- типовая мощность трансформатора меньше, что и определяет рациональность применения мостовой схемы.

Простая шестипульсовая мостовая схема выпрямления замкнутого типа

Напряжение на выходе любой простой мостовой схемы – есть огибающая максимальных линейных напряжений.

В схеме замкнутого типа линейные и фазные напряжения равны и поэтому открыта та пара вентилей, которая находится под наибольшим напряжением.

Между точками 1 и 2 напряжение U_ab максимально, поэтому открыты вентили 1 и 6; между точками 2 и 3 U_ас максимально, поэтому открыты вентили 2 и 1.

Для получения одинакового значения U_d0 в схемах Y/Δ и Y/Y следует иметь в виду:

Для определения фазового тока вторичной обмотки i_2a составим систему уравнений по законам Кирхгофа.

i_2a + i_VD4 - i_2c - i_VD1 = 0

i_2b + i_VD6 - i_2a - i_VD3 = 0

i_2a+i_2b+i_2c=0

Условия работы вентилей такие же как и в схеме разомкнутого типа.

Сложная двенадцатипульсовая схема выпрямления последовательного типа

В сложной двенадцатипульсовой схеме последовательного типа:

- в каждый момент времени секции работают независимо одна от другой и в каждой из них открыто по два вентиля;

- время работы каждого вентиля составляет 120 эл.градусов.

Условия работы вентилей

Каждый вентиль открыт 120^о и коммутирует полный ток нагрузки, поэтому:

Сложная двенадцатипульсовя схема параллельного типа

Уравнительный реактор попадает под разность напряжений секций, напряжение на нем имеет шестикратнуючастоту.

Коэффициент наклона внешней характеристики .

Это обеспечивает более стабильное напряжение в тяговой сети, реализацию данной мощности при меньшем токе, а следовательно, и при меньших потерях в оборудовании подстанции и в тяговой сети.

Теоретически по внешней характеристике этой схемы существует пик напряжения холостого хода (3% U_d0).