Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника

ка преобразователя; амплитуда принужденной составляющей тока в контуре коммутирующих вентилей (/_к на рис. 6.14):

U₆=E_du=^\^sm^; (6.12)

"л.ф

h = KK,l^ (6-13)

где Е_КТ - амплитуда коммутирующей (линейной) ЭДС е_х, определяемой раз­ностью ЭДС вторичных обмоток трансформатора (рис. 6.16); х_к - индуктив­ное сопротивление контура коммутации, для рассматриваемого СКП, х_к = = 2 (jc, + x_s)/n₂ + х₂ (п -коэффициент трансформации трансформатора);

S₆=UJ₆. (6.14)

Выпрямители

Из диаграмм на рис. 6.16 видно, что при работе СКП в первом квадранте мгновенные значения тока и ЭДС в фазах вторичной обмотки совпадают по направлению большую часть полупериода. В цепи же постоянного тока ЭДС и ток направлены встречно. Следовательно, в рассматриваемом режиме, на­зываемом выпрямительным, энергия передается из сети переменного тока в цепь постоянного.

Наличие компенсирующего устройства приводит к сдвигу в сторону опере­жения тока сети по отношению к напряжению. Поэтому одновременно с ука­занным направлением потока энергии СКВ (В — выпрямитель), в отличие от СНВ, способен осуществлять компенсацию реактивной мощности в сети пе­ременного тока. Степень компенсации зависит от величины напряжения на конденсаторной батарее и возрастает при увеличении тока I_d и относительной величины собственной частоты контура коммутации v = -{xJ2x_K, (x_c - емко­стное сопротивление конденсаторной батареи).

Приведем соотношения, определяющие основные характеристики СЭС, представленной на рис. 6.17 в упрощенном однолинейном изображении:

1. Связь между углами а, у и а_т описывается соотношением

у у

sinCa,+ -*-) +£, cos ^x

tg(a+*) = 2 2 (6.15)

2 Y Y У

008(0^+-) + v ²k_l(i\t--^L-a_r)sin-^L

где коэффициенты

I

6.3. Устройства с однократным преобразованием частоты 239

скп

Тр В

-J_^Y-^_0

Питающая сеть ^) г>ГУ\ f А Л ^L

т. 2 т. 3

Нагрузка Я, х„ ^е«

Т. 1

Рис. 6.17. Принципиальная схема СЭС с симметричным компенсированным преобразователем

1 Y Y

г , л — ctgv—-ctg —

(6.16)

к. =■

l-v

tg---tgv- Л:,=

^{z z}/ * — ctgv— + — — vi/

v ⁶ 2 2 ^Y

2. Уравнения внешних характеристик, определяющие выпрямленные на­пряжение и ток в точке 1 (рис. 6.13), имеют вид

£/,' = £„ cos (a+ |) cos |; l'_d =*₁sin(a + y)sin^,

(6.17)

где к_и = 1 +

v^V~7,

3. Величина vj/ (схемный параметр) равна длительности нарастания комму­тирующего напряжения конденсаторной батареи компенсирующего устройст­ва от нулевого значения до максимума при мгновенной коммутации вентилей. Для рассматриваемого СКП, как следует из рис. 6.16, она равна я/2.

1. Энергетические характеристики приведем в трех точках.

В т. 1 основной величиной, определяющей энергетический процесс, явля­ется активная мощность

. . 1

^Pd=^Vi^Ii=-^ ^ки ^к, ^sin(^2a + У) ^sinY;

(6.18)

В т. 2, если пренебречь потерями энергии в сети и преобразователе, актив­ная и реактивная мощности, а также коэффициент реактивной мощности бу­дут равны:

Р'= Р'-

(6.19)

U .

v²-l 4v²

[у - sin у cos (2a + y)]+ —f-

Y

Л

-tgv tg-

v 2 2y

^-[l + (v²-l)^]fictgvy-ctg|j|;

(6.20)

ie<p_e=o;/p;

(6.21)

240