DCバルブコンバータ

バルブ DC コンバータは、電気駆動装置の幅広い速度調整と高品質の過渡モードが必要な場合に、DC 電気モーターの界磁巻線と電機子巻線に電力を供給するために使用されます。

このようなユーザーの場合、バルブ コンバータの電源回路は、ゼロまたはブリッジ、単相または三相にすることができます。コンバータ回路の選択は、以下に基づいて行う必要があります。

• 整流された電圧曲線に許容励起を提供し、

• 高調波の数と大きさを制限する 交流電圧、

• 電源トランスの多用。

脈動する整流コンバータ電圧により、モータ内に脈動電流が発生し、モータの正常な転流が妨げられることはよく知られています。さらに、電圧リップルによりモーターに追加の損失が発生するため、モーターの電力を過大評価する必要があります。

電気モーターの転流の改善と損失の削減は、整流器の相数を増やすか、平滑インダクタンスを導入するか、モーターの設計を改善することによって達成できます。

コンバータがモータの電機子回路に低インダクタンスを供給するように設計されている場合、最も合理的な電源回路は三相、つまりサージリアクトル、ブリッジを備えた二重三相ゼロです（図1）。

米。 1. 三相サイリスタコンバータの電源回路: a — 均等化リアクトル付きのダブル三相ゼロ、b — ブリッジ

界磁コイルへの給電用 DCモーターインダクタンスが大きいため、バルブコンバータの電源回路は三相ゼロ回路とブリッジ単相または三相回路の両方にすることができます（図2）。

米。 2. 界磁巻線に電力を供給するためのサイリスタ整流器の方式: a-三相ゼロ、b-単相ブリッジ、c-三相半制御舗装

三相整流回路の中で最も普及しているのは三相ブリッジです (図 1、b)。この整流方式の利点は、整合三相変圧器の多用、バルブの逆電圧の最小値です。

高出力電気ドライブの場合、整流器ブリッジを並列または直列に接続することで、整流電圧リップルの低減が実現されます。この場合、整流器ブリッジは 1 つの 3 巻線変圧器または 2 つの 2 巻線変圧器によって電力供給されます。

最初のケースでは、変圧器の一次巻線は「スター」に接続され、二次巻線は「スター」に接続され、もう一方は「デルタ」に接続されます。2番目のケースでは、変圧器の1つは「スター-スター」方式に従って接続され、2番目の変圧器は「デルタ-スター」方式に従って接続されます。

変圧器の一次巻線または二次巻線の接続方式が異なるため、一方のブリッジの整流電圧は、もう一方のブリッジの整流電圧波形に対してある角度で位相がずれた波形になります。その結果、モーターの電機子の合計整流電圧にはリップルが発生し、その周波数は各ブリッジの波の周波数の2倍になります。整流電圧の瞬時値の方程式は次のようになります。接続されたブリッジと並列に、平滑リアクトルによって実行されます。整流器ブリッジが直列に接続されている場合、回路は同様に動作します。

制御可能なバルブの数を減らすために、半調整回路またはシングルブリッジ回路が補正に使用されます。この場合、ブリッジの半分、たとえばカソードグループが制御され、アノードの半分は制御されません。ダイオード上に組み立てられています (図 2、c を参照)。

上記のコンバータ電源回路はすべて、負荷における電流の一方向のみの流れを保証するため、不可逆的です。不可逆回路から可逆回路への移行は、接点反転器を使用するか、2 セットの整流器を取り付けることによって実行できます。このような整流器は、逆並列 (図 3) または交差 (図 4) 方式で作られます。

逆並列回路では、両方のブリッジ U1 と U2 (図 3 を参照) が変圧器の共通巻線から給電され、互いに逆向きに並列に接続されます。クロスオーバー回路では、各ブリッジは負荷に接続された個別のコイルとクロスオーバーによって電力が供給されます。

米。3. 逆並列接続コンバータの方式

米。 4. コンバータの相互接続図

2 コンポーネント可逆コンバータのブリッジ バルブの制御は、個別に行うことも、共同で行うこともできます。個別制御では、制御パルスは、現在動作しており、負荷回路に所望の電流方向を提供するブリッジのバルブのみに供給されます。同時に、もう一方のブリッジのバルブがロックされます。

ジョイント制御では、負荷の電流の方向に関係なく、制御パルスが両方のブリッジのバルブに同時に供給されます。したがって、この制御では、ブリッジの 1 つが整流器で動作し、もう 1 つがインバータ モードに備えられます。一方、共同統治には一貫性がある場合もあれば、一貫性がない場合もあります。

協調制御では、後者の補正電圧yの平均値が等しくなるように、両方のブリッジのバルブに制御パルスが供給されます。不整合制御の場合は、インバータモードで動作するブリッジ（インバータ弁群）の平均整流電圧が、整流モードで動作するブリッジ（整流弁群）の電圧を超える必要がある。

共同制御を備えた可逆回路の動作は、グループのバルブと変圧器の巻線によって形成される閉ループ内に均等化電流が存在することを特徴としています。これは、グループ電圧の瞬時値がすべて不一致であるために現れます。時間。後者を制限するために、等化チョーク L1 ～ L4 が回路に導入されます (図 3 を参照)。

ジョイント協調制御の利点は、シンプルさ、あるモードから別のモードへの切り替えの容易さ、明確な静特性、低負荷時でも断続的な電流モードがないことです。しかし、この制御では回路内に大きなイコライズ電流が流れます。

制御が一致していないチェーンは、制御が一致している場合よりもチョーク サイズが小さくなります。しかし、このような制御を行うと、制御角度の許容範囲が狭くなり、変圧器の効率が悪くなって力率が低下します。

上記の欠点は、コンバータ回路を別個に制御することで解消されます。この制御方法では、制御パルスの供給がバルブの作動グループに対してのみ実行されるため、均等化電流が完全に排除されます。したがって、調整角度のゼロ値で整流器グループを開くことができるため、チョークと一般に変圧器の電力を均等化する必要はありません。