Главная >> Электроснабжение >> Электропитающие устройства и линии автоматики, телемеханики и связи

Классификация и параметры схем выпрямления переменного тока - Электропитающие устройства и линии автоматики, телемеханики и связи

Оглавление
Электропитающие устройства и линии автоматики, телемеханики и связи
Классификация воздушных линий
Типовые профили опор ВЛ, ВСЯ СЦБ и ВЛС
Материалы и арматура воздушных линий
Арматура ВЛ, ВСЛ СЦБ и ВЛС
Опоры
Опоры высоковольтных и высоковольтно-сигнальных линий СЦБ
Опоры воздушных линий связи
Оборудование высоковольтных линий автоматики и телемеханики
Оборудование воздушных линий связи
Устройство удлиненных пролетов, пересечений и переходов
Заземления в устройствах автоматики, телемеханики и связи
Типы и конструкции заземляющих устройств
Строительство воздушных линий
Техобслуживание и ремонт ВЛ
Механизация работ при строительстве и ремонте ВЛ
Техника безопасности при работах на ВЛ
Назначение и классификация кабельных линий
Конструкция кабелей
Скрутка жил кабелей
Защитные оболочки и покровы кабелей
Кабели для устройств автоматики и телемеханики
Железнодорожные кабели связи
Оборудование, арматура КЛ автоматики и телемеханики
Оборудование, арматура КЛ связи
Строительство кабельных линий
Транспортировка и прокладка кабелей
Монтаж сигнально-блокировочных кабелей
Монтаж сигнально-блокировочных кабелей с полиэтиленовой оболочкой
Монтаж силовых кабелей
Монтаж контрольных кабелей
Паспортизация кабельных линий
Механизация кабельных работ
Техническое обслуживание и ремонт кабельных линий
Эксплуатация кабельных линий и сетей в зимних условиях
Техника безопасности при работах на кабельных линиях
Влияние электрических железных дорог и ЛЭП на ВЛ и КЛ связи и автоматики
Электрическое и гальваническое влияние электрических железных дорог
Мешающие влияния электрических железных дорог и ЛЭП
Нормы опасных и мешающих влияний железных дорог и ЛЭП
Средства защиты от опасных и мешающих влияний железных дорог на переменном токе
Средства защиты от опасных и мешающих влияний железных дорог на постоянном токе
Средства защиты от опасных и мешающих влияний ЛЭП
Защита полупроводниковых приборов от перенапряжений
Схемы защиты полупроводниковых приборов от перенапряжений
Воздействие и защита от молнии
Защита кабельных вставкок и линейных трансформаторов от атмосферных перенапряжений
Схемы защиты приборов автоблокировки от атмосферных перенапряжений
Защита устройств полуавтоматической блокировки от атмосферных перенапряжений
Защита кабелей от коррозии
Электрические методы защиты кабелей от коррозии
Защита кабелей от межкристаллитной коррозии
Принцип работы генератора постоянного тока
Реакция якоря генератора постоянного тока
Коммутация тока генератора постоянного тока
Типы генераторов постоянного тока
Принцип действия двигателя постоянного тока
Характеристики двигателей постоянного тока
Однофазный трансформатор
Трехфазный трансформатор
Автотрансформаторы и дроссели насыщения
Пусковые трансформаторы
Линейные и силовые трансформаторы
Путевые дроссель-трансформаторы
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Однофазный асинхронный двигатель
Синхронные генераторы
Первичные химические источники тока
Свинцовые аккумуляторы
Переносные свинцовые аккумуляторы и батареи
Электролит в свинцовых аккумуляторах
Химические процессы в свинцовых аккумуляторах
Электрические характеристики свинцовых аккумуляторов
Установка и монтаж стационарных свинцовых аккумуляторных батарей
Режимы работы свинцовых аккумуляторных батарей
Заряд, разряд, перезаряд свинцовых аккумуляторов
Правила эксплуатации свинцовых аккумуляторов
Способы устранения неисправностей свинцовых аккумуляторов
Щелочные никель-железные и никель-кадмиевые аккумуляторы
Аккумуляторные помещения с щелочные аккумуляторами
Электрические вентили и выпрямительные устройства
Классификация и параметры схем выпрямления переменного тока
Однофазная мостовая схема выпрямления при работе на активную нагрузку
Трехфазная мостовая схема выпрямления при работе на активную нагрузку
Влияние характера нагрузки на работу выпрямительных схем
Выпрямители, применяемые в устройствах автоматики и телемеханики
Электромагнитные и полупроводниковые преобразователи
Особенности электроснабжения устройств
Энергоснабжение устройств автоблокировки
Система питания переменным током
Смешанная система питания
Электропитание от высоковольтных проводов, подвешенных на опорах контактной сети
Электропитание устройств переездной сигнализации и полуавтоматической блокировки
Техническое обслуживание устройств электропитания на перегонах и станциях
Питающие пункты устройств автоматики и телемеханики
Приборы контроля и управления устройствами электропитания
Электропитание устройств автоматики и телемеханики крупных станций
Щитовая установка электропитания устройств централизации на крупных станциях
Щитовая установка электропитания устройств централизации - панель ПРББ
Щитовая установка электропитания устройств централизации - релейная панель горочной централизации
Щитовая установка электропитания устройств централизации - панели выпрямителей
Щитовая установка электропитания устройств централизации - панель конденсаторов ПК1
Электропитание устройств электрической централизации малых станций
Устройства электропитания электрической централизации промежуточных станций
Электропитающие установки безбатарейной и батарейной систем литания ЭЦ промежуточных станций
Автоматизированные дизель-генераторы и резервные электростанции

Классификация схем выпрямления переменного тока и их параметры
В устройствах автоматики и телемеханики применяют следующие схемы выпрямления переменного тока: однофазную однополупериодную; однофазную двухполупериодную (схему Миткевич а); однофазную мостовую; трехфазную однополупериодную; трехфазную мостовую (схему Ларионова).
Схемы выпрямления однофазного тока используют при небольших мощностях выпрямительных устройств (примерно до 1 кВт). Они дают неравномерную нагрузку на сеть трехфазного переменного тока и требуют дорогостоящих фильтров.
Схемы выпрямления трехфазного тока применяют при мощностях более 1 кВт. В этом случае выпрямительные устройства равномерно нагружают трехфазную сеть и не требуется громоздких и дорогостоящих фильтров. Для того чтобы рассчитать выпрямительное устройство, необходимо знать параметры всех его элементов. Заданными всегда являются параметры нагрузки: среднее значение выпрямленного напряжения (постоянная составляющая) U0; среднее значение выпрямленного тока; допустимый коэффициент пульсации.
Пульсирующее напряжение можно представить как сумму некоторого постоянного напряжения и ряда переменных напряжений (гармоник). Последние представляют собой синусоидальные величины различной амплитуды и частоты, имеющие в общем случае различные начальные фазовые углы. Из переменных составляющих выпрямленного напряжения наибольшую амплитуду всегда имеет составляющая наименьшей (основной) частоты.
Отношение амплитуды основной гармоники к постоянной составляющей выпрямленного напряжения U0 называют коэффициентом пульсации, т. е. Кп =Umax|U0.   Чем меньше коэффициент пульсации, тем больше форма выпрямленного напряжения приближается к прямой линии. Для каждого потребителя указывается допустимое значение коэффициента пульсации.
По известным параметрам нагрузки, а также по напряжению U1 и частоте сети  для каждой схемы можно определить параметры вентилей и трансформатора. Параметрами вентиля являются максимальные значения прямого тока, обратного напряжения и рабочей температуры. По этим параметрам подбирают подходящий тип вентиля.
Площадь поперечного сечения проводов, число витков обмоток и размеры сердечника трансформатора рассчитывают по его параметрам. К этим параметрам относятся действующие значения напряжения U2 вторичной обмотки и токов  соответственно первичной и вторичной обмоток, а также расчетная (типовая) мощность трансформатора. Расчетная мощность Рт всегда больше мощности выпрямленного тока Р0 = U0I0. Отношение Р0|РТ=Кт называют коэффициентом использования трансформатора. Чем больше Кт, тем лучше используются обмотки трансформатора и тем меньше его размеры и масса.
Основные соотношения между электрическими величинами в схеме выпрямления с идеальными вентилями при активной нагрузке приведены в табл. 14.


* Для трехфазных схем выпрямления Ua — фазное напряжение вторичной обмотки.

Однофазная однополупериодная схема при работе на активную нагрузку. Первичную обмотку трансформатора Т (рис. 226, а) включают в сеть переменного тока, а к вторичной обмотке через вентиль V подключают нагрузку с активным сопротивлением г. Если к первичной обмотке трансформатора подвести переменное напряжение, то на зажимах а и б вторичной обмотки трансформатора возникает переменное напряжение (рис. 226, б).
Допустим, что при положительном полупериоде напряжения точка а имеет положительный потенциал относительно точки б. Сопротивление вентиля за этот полупериод можно принять равным нулю, поэтому через вентиль и нагрузку пройдет ток i2 = iB = i0. Выпрямленное напряжение u0 за этот полупериод будет равно напряжению на вторичной обмотке трансформатора.
За отрицательный полупериод, когда в точках а и б изменится полярность, сопротивление вентиля можно будет принять равным бесконечности, а обратный ток — нулю. Таким образом, ток во вторичной цепи будет проходить только за положительный полупериод напряжения. На рис. 226, в приведены кривые выпрямленных токов и напряжения и0 — i0r при активной нагрузке.

Достоинством однофазной однополупериодной схемы является ее простота. К недостаткам схемы относятся большая величина и низкая частота пульсации, вследствие чего увеличиваются размеры и стоимость фильтров. Из-за плохого использования трансформатора (коэффициент использования трансформатора Кт =0,324) увеличиваются его размеры и стоимость. На вентиле большое обратное напряжение: Uoбр = 3,14U0. Через вентиль проходит большой максимальный прямой ток: Iвmах = 3,14I0. Намагничивание сердечника трансформатора постоянной составляющей выпрямленного тока (вынужденное намагничивание сердечника) приводит к увеличению тока первичной обмотки и, следовательно, увеличивает площадь поперечного сечения провода первичной обмотки и размеры трансформатора.
Из-за перечисленных недостатков однофазную однополупериодную схему применяют только в маломощных выпрямительных устройствах, где плохое использование трансформатора оправдывается экономией, полученной от применения в схеме одного вентиля.
Однофазная двухполупериодная схема при работе на активную нагрузку. В данной схеме выпрямления (рис. 227, а) используют трансформатор Т, вторичная обмотка которого имеет нулевой вывод О (средняя точка). Поэтому эту схему часто называют схемой со средней точкой. Аноды вентилей VI и V2 подключены к концам а и б вторичной обмотки. Между общей точкой К катодов вентилей и средней точкой вторичной обмотки трансформатора включена нагрузка г.
Синусоидальные напряжения вторичной обмотки трансформатора всегда равны, но сдвинуты по фазе на 180° (рис. 227, б).

Рис. 226. Однофазная однополупериодная схема выпрямления (о) и диаграммы токов и напряжений в однофазной однополупериодной схеме выпрямления (б и в)

В первый полупериод, когда в точке а положительный потенциал, а в точке б — отрицательный, ток i0 проходит от точки а через вентиль VI и сопротивление r к точке 0. На вентиле V2 в это время обратное напряжение.

Рис. 227. Однофазная двухполупериодная схема выпрямления (о) и диаграммы напряжений и токов в однофазной двухполупериодной схеме выпрямления (б, виг)

Во второй полупериод, когда полярность точек а и б изменится, ток i0 будет проходить от точки б через вентиль V2 и сопротивление r к точке 0. К вентилю VI в это время подводится обратное напряжение. Таким образом, за оба полу периода переменного напряжения по активному сопротивлению нагрузки г проходит ток в одном и том же направлении.
На рис. 227, в изображены кривые выпрямленного тока ι0 и напряжения и0 = i0r. Общая точка К катодов вентилей для нагрузки является положительным полюсом, а средняя точка трансформатора — отрицательным полюсом.
В отличие от однофазной однополупериодной схемы в двухполупериодной схеме выпрямления по вторичной обмотке трансформатора Т ток проходит в течение обоих полупериодов. При этом токи полуобмоток имеют противоположное направление. Следовательно, постоянная составляющая одного тока уравновешивает постоянную составляющую другого тока и вынужденное намагничивание сердечника трансформатора отсутствует. В результате этого по первичной обмотке трансформатора проходит синусоидальный ток i1 (рис. 227, г).
Основные соотношения для однофазной двухполупериодной схемы с идеальными вентилями, работающей на активную нагрузку, приведены в табл. 14.
В однофазной двухполупериодной схеме по сравнению с однополупериодной схемой размеры и масса трансформатора значительно уменьшаются вследствие лучшего использования трансформатора и отсутствия вынужденного намагничивания; амплитудное значение тока через вентиль уменьшается в 2 раза; уменьшаются размеры и масса сглаживающего фильтра вследствие увеличения частоты основной гармоники и уменьшения коэффициента пульсации. Обе схемы имеют одинаковое максимальное обратное напряжение на вентиле.
Однофазную двухполупериодную схему применяют в выпрямительных устройствах малой мощности для электропитания усилителей, радиоприемников и т. д.



 
« Электробезопасность   Электроснабжение автономного э. п. с. »
железные дороги