محولات صمام التيار المستمر

تُستخدم محولات الصمامات DC لتشغيل ملفات المجال والحديد للمحركات الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر في حالة الحاجة إلى مجموعة واسعة من تنظيم السرعة والجودة العالية للأنماط المؤقتة للمحرك الكهربائي.

بالنسبة لهؤلاء المستخدمين ، يمكن أن تكون دوائر الطاقة لمحولات الصمامات: صفر أو جسر ، أحادي الطور أو ثلاثي الطور. يجب أن يعتمد اختيار دائرة تحويل واحدة أو أخرى على:

• توفير الإثارة المسموح بها في منحنى الجهد المعدل ،

• الحد من عدد وحجم التوافقيات العالية الجهد المتناوب ،

• ارتفاع استخدام محولات الطاقة.

من المعروف أن جهد المحول النبضي المعدل يخلق تيارًا نابضًا في المحرك مما يزعج التبديل الطبيعي للمحرك. بالإضافة إلى ذلك ، تسبب تموجات الجهد خسائر إضافية في المحرك ، مما يؤدي إلى الحاجة إلى المبالغة في تقدير قوته.

يمكن تحقيق تحسين الاستبدال وتقليل الفاقد في المحرك الكهربائي إما عن طريق زيادة عدد مراحل المعدل ، أو عن طريق إدخال محاثة تنعيم ، أو عن طريق تحسين تصميم المحرك.

إذا كان المحول مصممًا لتزويد دارة المحرك للمحث المنخفض ، فإن دوائر الطاقة الأكثر عقلانية هي ثلاثية الطور: صفرية مزدوجة ثلاثية الطور مع مفاعل اندفاع ، جسر (الشكل 1).

أرز. 1. دوائر الإمداد لمحولات الثايرستور ثلاثية الطور: أ - صفرية مزدوجة ثلاثية الطور مع مفاعل معادلة ، ب - جسر

لفائف مجال الطاقة محركات التيار المستمرمع الحث الكبير ، يمكن أن تكون دوائر الطاقة لمحولات الصمامات ثلاثية الطور صفر وجسر أحادية الطور أو ثلاثية الطور (الشكل 2).

أرز. 2. مخططات مقومات الثايرستور لتشغيل اللفات الميدانية: أ - ثلاث مراحل صفر ، جسر أحادي الطور ، رصيف نصف متحكم به ثلاثي الطور

من بين دوائر المعدل ثلاثي الطور ، الأكثر انتشارًا هو الجسر ثلاثي الطور (الشكل 1 ، ب). مزايا مخطط التصحيح هذا: الاستخدام العالي لمحول ثلاثي الأطوار المطابق ، أصغر قيمة للجهد العكسي للصمامات.

بالنسبة للمحركات الكهربائية عالية الطاقة ، يتم تقليل تموج الجهد المعدل عن طريق توصيل جسور المعدل بالتوازي أو على التوالي. في هذه الحالة ، يتم تشغيل جسور المعدل إما بواسطة محول واحد ثلاثي اللفات أو بواسطة محولين من محولين.

في الحالة الأولى ، يتم توصيل الملف الأساسي للمحول بـ "النجم" ، والثاني - في "النجم" ، والآخر - في "دلتا".في الحالة الثانية ، يتم توصيل أحد المحولات وفقًا لمخطط "star-star" ، والثاني - وفقًا لمخطط "delta-star".

نظرًا لحقيقة أن اللفات الأولية أو الثانوية للمحولات لها مخططات اتصال مختلفة ، فإن الجهد المعدل على أحد الجسور سيكون له أشكال موجية خارج الطور بزاوية لأشكال موجة الجهد المصححة على الجسر الآخر. نتيجة لذلك ، سيكون للجهد الكلي المعدل لحديد المحرك تموجات ، يكون ترددها أعلى بمرتين من تردد موجات كل جسر. معادلة القيم اللحظية للجهود المصححة بالتوازي مع الجسور المتصلة يتم تنفيذها بواسطة مفاعل التسوية. عندما يتم توصيل جسور المقوم في سلسلة ، تعمل الدائرة بطريقة مماثلة.

لتقليل عدد الصمامات التي يمكن التحكم فيها ، يتم استخدام الدوائر شبه المنظمة أو الدوائر أحادية الجسر للتصحيح. في هذه الحالة ، يتم التحكم في نصف الجسر ، على سبيل المثال ، مجموعة الكاثود ، ونصف الأنود غير متحكم فيه ، أي مجمعة على الثنائيات (انظر الشكل 2 ، ج).

جميع دوائر طاقة المحول المذكورة أعلاه لا رجوع فيها ، لأنها تضمن تدفق التيار في الحمل في اتجاه واحد فقط. يمكن إجراء الانتقال من دائرة لا رجعة فيها إلى دائرة عكسية إما باستخدام عاكس التلامس أو عن طريق تركيب مجموعتين من المقومات. تصنع هذه المعدلات في مخططات مضادة متوازية (الشكل 3) أو متقاطعة (الشكل 4).

في الدائرة المضادة للتوازي ، يتم تغذية كلا الجسرين U1 و U2 (انظر الشكل 3) من الملف المشترك للمحول ويتم توصيلهما معاكسين ومتوازيين مع بعضهما البعض. في دائرة التقاطع ، يتم تشغيل كل جسر بواسطة ملف منفصل وتقاطع متصل بالحمل.

أرز.3. مخطط محولات الاتصال المتوازية المضادة

أرز. 4. رسم تخطيطي لتقاطع المحولات

يمكن أن يكون التحكم في صمامات الجسر للمحولات العكسية المكونة من عنصرين منفصلاً أو مشتركًا. في تحكم منفصل ، يتم توفير نبضات التحكم لصمامات الجسر الذي يعمل حاليًا فقط ويوفر الاتجاه المطلوب للتيار في دائرة الحمل. في نفس الوقت ، يتم إغلاق الصمامات الموجودة على الجسر الآخر.

في التحكم المشترك ، يتم توفير نبضات التحكم لصمامات كلا الجسرين في وقت واحد ، بغض النظر عن اتجاه التيار في الحمل. لذلك ، مع هذا التحكم ، يعمل أحد الجسور في مقوم والآخر جاهز لوضع العاكس. من ناحية أخرى ، يمكن أن تكون الحوكمة المشتركة متسقة وغير متسقة.

في التحكم المنسق ، يتم توفير نبضات التحكم لصمامات كلا الجسرين ، بحيث تكون القيم المتوسطة للجهد المصحح y الأخير متساويًا. في حالة التحكم غير المتسق ، من الضروري أن يتجاوز متوسط ​​الجهد المعدل للجسر الذي يعمل في وضع العاكس (مجموعة صمام العاكس) جهد الجسر الذي يعمل في وضع المعدل (مجموعة صمام المعدل).

يتميز تشغيل الدوائر القابلة للانعكاس مع التحكم المشترك بوجود تيار موازن في حلقة مغلقة تتكون من صمامات المجموعة ولفائف المحولات ، والتي تظهر بسبب عدم المساواة في القيم الآنية لجهود المجموعة كلها الوقت. للحد من هذا الأخير ، يتم إدخال اختناقات التعادل L1 - L4 في الدوائر (انظر الشكل 3).

مزايا التحكم المنسق المشترك هي البساطة ، والاستعداد للتبديل من وضع إلى آخر ، وخصائص ثابتة لا لبس فيها ، وغياب وضع التيار المتقطع حتى في الأحمال المنخفضة. ومع ذلك ، مع هذا التحكم ، تتدفق تيارات معادلة كبيرة في الدائرة.

السلاسل ذات التحكم الذي لا مثيل له لها أحجام خنق أصغر من تلك ذات التحكم المتطابق. ومع ذلك ، مع هذا التحكم ، يتناقص نطاق زوايا التحكم المسموح بها ، مما يؤدي إلى قلة استخدام المحول وانخفاض عامل القدرة.

تُحرم العيوب المذكورة أعلاه من دائرة المحول مع تحكم منفصل. تقضي طريقة التحكم هذه تمامًا على التيارات المعادلة ، لأنه في هذه الحالة يتم توفير نبضات التحكم فقط لمجموعة عمل من الصمامات. لذلك ، ليست هناك حاجة إلى معادلة الإختناقات وقوة المحول بشكل عام ، حيث يمكن فتح مجموعة المعدل مع القيمة الصفرية لزاوية الضبط.