Классификация выпрямителей
Выпрямитель – это преобразователь электроэнергии; механическое, полупроводниковое или электровакуумное устройство, которое предназначено для преобразования входного переменного электрического тока в постоянный.
Выпрямители классифицируются по следующим основаниям:
- Мощность. Согласно данному признаку выпрямители делятся на выпрямители сигналов и силовые.
- Вид переключателя выпрямляемого тока. Согласно данному признаку выпрямители делятся на механические синхронные (с контактным переключателем или с щеточноколлекторным коммутатором тока), электронные синхронные, а также с электронной пассивной или управляемой коммутацией.
- Степень использования полупериода переменного тока. Согласно данному признаку выпрямители делятся на однополупериодные, двухполупериодные, полноволновые и неполноволновые.
- Схема выпрямления. Согласно данному признаку выпрямители делятся на мостовые, трансформаторные, бестрансформаторные и т.п.
- Управляемость. Согласно данному признаку выпрямители делятся на тиристорные (управляемые) и диодные (неуправляемые).
- Количество каналов. Согласно данному признаку выпрямители делятся на многоканальные и одноканальные.
- Назначение. Согласно данному признаку выпрямители делятся на сварочные, для питания микроэлектронной схемы, для гальваники и т.п.
- Способ соединения. Согласно данному признаку выпрямители делятся на последовательные, параллельные и параллельно-последовательные.
- Способ объединения. Согласно данному признаку выпрямители делятся на объединенные кольцами или звездами, а также раздельные.
- Управление выходными параметрами. Согласно данному признаку выпрямители делятся на регулируемые и нерегулируемые.
Проектирование трехфазного управляемого выпрямителя. Выбор тиристоров
Трехфазный выпрямитель – это устройство, которое используется для получения постоянного электрического тока из трехфазного переменного тока системы Доливо-Добровольского.
В проектировании трехфазного управляемого выпрямителя можно выделить пять основных стадий:
- Предпроектные исследования. На данной стадии изучаются потребности общества в проектируемом объекте, научные и технические достижения в данной или смежных областях, основные принципы построения, а также формирование технического задания.
- Эскизное проектирование (опытно-конструкторские работы). На данной стадии проверяется корректного и реализуемость основных положений и принципов, определяются особенности функционирования проектируемого устройства и создается его эскизный проект.
- Техническое проектирование. На данной стадии осуществляется проработка всех частей проекта, а также детализируются и конкретизируются технические решения.
- Рабочее проектирование. На данной стадии формируется вся необходимая документация.
- Испытание и внедрение. На данной стадии создается и испытывается пробная партия или опытный образец. По ее результатам вносятся коррективы, если в них есть необходимость.
Процесс проектирования, на всех его стадиях, трехфазного управляемого преобразователя сопровождается расчетом основных параметров и выбором соответствующих элементов. В общем случае основными являются: выбор схемы, расчет трансформатора, выбор тиристоров, расчёт индуктивности и выбор токоограничивающего реактора, выбор уравнительных дросселей, выбор сглаживающего фильтра, выбор и расчет составляющих защиты.
Выбор тиристоров для преобразователя осуществляется по среднему значению электрического тока и максимального значения обратного напряжения. Среднее значение электрического тока в тиристорах рассчитывается по формуле:
$Iв = (Кз*Кохл*IdH) / m2$
где: Кз - коэффициент запаса, который учитывает пусковые токи; Кохл - коэффициент, который учитывает условия охлаждения; IdH - номинальный ток нагрузки; m2 - количество фаз вторичной обмотки трансформатора.
Выбор тиристора производится по следующему выражению:
$IBH > = Iв$
где IBH - номинальный ток.
После того, как выбран тиристор, он должен быть проверен на на устойчивость в случае короткого замыкания на стороне постоянного тока, для чего используется формула:
$IBH ⩾ Ik/15$
где: Iк - ток короткого замыкания; 15 - кратность максимального допустимого кратковременного тока через тиристор.
Максимальное обратное напряжение, которое прикладывается в тиристору рассчитывается по формуле:
$Uвм = К0*UdHM$
где: К0 - коэффициент выбранной схемы; UdHM - максимально допустимое напряжение на нагрузке.
Теперь можно рассчитать обратное напряжение на тиристоре:
$Uоб = Ku*Ka*Kr*Uвм$
где: Ku - коэффициент запаса по напряжению; Ка - коэффициент запаса, который учитывает снижение напряжения на выходе устройства; Kr - коэффициент, который учитывает падение напряжения на вентилях и обмотках трансформатора.
