डीसी वाल्व कन्व्हर्टर्स

व्हॉल्व्ह डीसी कन्व्हर्टर्सचा वापर डीसी इलेक्ट्रिक मोटर्सच्या फील्ड आणि आर्मेचर विंडिंगला चालना देण्यासाठी केला जातो जर विस्तृत श्रेणीचे वेग नियमन आणि इलेक्ट्रिक ड्राइव्हच्या क्षणिक मोडची उच्च गुणवत्ता आवश्यक असेल.

या वापरकर्त्यांसाठी, वाल्व कन्व्हर्टरचे पॉवर सर्किट असू शकतात: शून्य किंवा ब्रिज, सिंगल-फेज किंवा थ्री-फेज. एक किंवा दुसर्या कनवर्टर सर्किटची निवड यावर आधारित असावी:

• सुधारित व्होल्टेज वक्र मध्ये परवानगीयोग्य उत्तेजना प्रदान करणे,

• उच्च हार्मोनिक्स अल्टरनेटिंग व्होल्टेजची संख्या आणि परिमाण मर्यादित करणे,

• पॉवर ट्रान्सफॉर्मरचा उच्च वापर.

हे सर्वज्ञात आहे की पल्सेटिंग रेक्टिफाइड कन्व्हर्टर व्होल्टेजमुळे मोटरमध्ये स्पंदन करणारा प्रवाह निर्माण होतो ज्यामुळे मोटरच्या सामान्य कम्युटेशनमध्ये अडथळा येतो. याव्यतिरिक्त, व्होल्टेज रिपल्समुळे मोटरमध्ये अतिरिक्त नुकसान होते, ज्यामुळे त्याची शक्ती जास्त प्रमाणात मोजण्याची गरज निर्माण होते.

रेक्टिफायरच्या टप्प्यांची संख्या वाढवून किंवा स्मूथिंग इंडक्टन्स सादर करून किंवा मोटरच्या डिझाइनमध्ये सुधारणा करून इलेक्ट्रिक मोटरमधील कम्युटेशनमध्ये सुधारणा आणि तोटा कमी केला जाऊ शकतो.

जर कन्व्हर्टर मोटरच्या आर्मेचर सर्किटला कमी इंडक्टन्ससह पुरवण्यासाठी डिझाइन केले असेल, तर त्याचे सर्वात तर्कसंगत पॉवर सर्किट तीन-टप्प्याचे आहेत: सर्ज रिअॅक्टरसह दुहेरी तीन-फेज शून्य, ब्रिज (चित्र 1).

तांदूळ. 1. थ्री-फेज थायरिस्टर कन्व्हर्टर्सचे सप्लाय सर्किट्स: a — दुहेरी थ्री-फेज झिरो बरोबरी अणुभट्टी, b — ब्रिज

फील्ड कॉइल पॉवरिंगसाठी डीसी मोटर्सलक्षणीय इंडक्टन्ससह, व्हॉल्व्ह कन्व्हर्टरचे पॉवर सर्किट तीन-फेज शून्य आणि ब्रिज सिंगल-फेज किंवा थ्री-फेज (चित्र 2) दोन्ही असू शकतात.

तांदूळ. 2. फील्ड विंडिंगला उर्जा देण्यासाठी थायरिस्टर रेक्टिफायर्सच्या योजना: ए-थ्री-फेज झिरो, बी-सिंगल-फेज ब्रिज, सी-थ्री-फेज अर्ध-नियंत्रित फुटपाथ

थ्री-फेज रेक्टिफायर सर्किट्सपैकी, तीन-फेज ब्रिज (Fig. 1, b) सर्वात व्यापक आहे. या दुरुस्ती योजनेचे फायदे आहेत: जुळणारे थ्री-फेज ट्रान्सफॉर्मरचा उच्च वापर, वाल्वच्या रिव्हर्स व्होल्टेजचे सर्वात लहान मूल्य.

हाय-पॉवर इलेक्ट्रिक ड्राईव्हसाठी, रेक्टिफायर ब्रिजला समांतर किंवा मालिकेत जोडून रेक्टिफाइड व्होल्टेज रिपल कमी करणे प्राप्त केले जाते. या प्रकरणात, रेक्टिफायर ब्रिज एकतर तीन-वाइंडिंग ट्रान्सफॉर्मरद्वारे किंवा दोन-विंडिंग ट्रान्सफॉर्मरद्वारे समर्थित असतात.

पहिल्या प्रकरणात, ट्रान्सफॉर्मरचे प्राथमिक वळण "तारा" जोडलेले आहे, आणि दुय्यम - "तारा" मध्ये, दुसरे - "डेल्टा" मध्ये.दुसऱ्या प्रकरणात, ट्रान्सफॉर्मरपैकी एक "स्टार-स्टार" योजनेनुसार आणि दुसरा - "डेल्टा-स्टार" योजनेनुसार जोडलेला आहे.

ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक किंवा दुय्यम विंडिंग्जमध्ये भिन्न कनेक्शन योजना असल्यामुळे, एका पुलावरील सुधारित व्होल्टेजमध्ये वेव्हफॉर्म्स असतील जे दुस-या पुलावरील सुधारित व्होल्टेज वेव्हफॉर्मच्या कोनात फेजच्या बाहेर असतात. परिणामी, मोटरच्या आर्मेचरच्या एकूण रेक्टिफाइड व्होल्टेजमध्ये लहरी असतील, ज्याची वारंवारता प्रत्येक पुलाच्या लाटांच्या वारंवारतेपेक्षा 2 पट जास्त असते. सुधारित व्होल्टेजच्या तात्कालिक मूल्यांचे समीकरण जोडलेल्या पुलांच्या समांतर स्मूथिंग रिअॅक्टरद्वारे चालते. जेव्हा रेक्टिफायर ब्रिज मालिकेत जोडलेले असतात, तेव्हा सर्किट त्याच प्रकारे कार्य करते.

नियंत्रित करण्यायोग्य वाल्व्हची संख्या कमी करण्यासाठी, दुरुस्त्यासाठी अर्ध-नियमित किंवा सिंगल ब्रिज सर्किट्स वापरल्या जातात. या प्रकरणात, पुलाचा अर्धा भाग, उदाहरणार्थ, कॅथोड गट, नियंत्रित आहे, आणि एनोड अर्धा अनियंत्रित आहे, म्हणजे. डायोड्सवर एकत्र केलेले (चित्र 2, c पहा).

वरील सर्व कन्व्हर्टर पॉवर सर्किट्स अपरिवर्तनीय आहेत, कारण ते लोडमधील विद्युत प्रवाह फक्त एकाच दिशेने सुनिश्चित करतात. अपरिवर्तनीय ते उलट करण्यायोग्य सर्किटमध्ये संक्रमण एकतर कॉन्टॅक्ट रिव्हर्सर वापरून किंवा रेक्टिफायर्सचे दोन सेट स्थापित करून केले जाऊ शकते. असे रेक्टिफायर्स अँटी-पॅरलल (Fig. 3) किंवा क्रॉस्ड (Fig. 4) स्कीममध्ये बनवले जातात.

अँटी-पॅरलल सर्किटमध्ये, दोन्ही पूल U1 आणि U2 (चित्र 3 पहा) ट्रान्सफॉर्मरच्या सामान्य विंडिंगमधून दिले जातात आणि एकमेकांच्या विरुद्ध आणि समांतर जोडलेले असतात. क्रॉसओव्हर सर्किटमध्ये, प्रत्येक ब्रिज स्वतंत्र कॉइल आणि क्रॉसओवर लोडशी जोडलेला असतो.

तांदूळ.3. समांतर विरोधी कनेक्शन कन्व्हर्टरची योजना

तांदूळ. 4. कन्व्हर्टरच्या क्रॉस-कनेक्शनचे आकृती

दोन-घटक रिव्हर्सिबल कन्व्हर्टरच्या ब्रिज वाल्व्हचे नियंत्रण वेगळे किंवा संयुक्त असू शकते. वेगळ्या नियंत्रणामध्ये, नियंत्रण डाळी सध्या कार्यरत असलेल्या ब्रिजच्या वाल्वला पुरवल्या जातात आणि लोड सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाहाची इच्छित दिशा प्रदान करतात. त्याचवेळी अन्य पुलावरील व्हॉल्व्ह बंद पडले आहेत.

संयुक्त नियंत्रणामध्ये, लोडमधील विद्युत् प्रवाहाची दिशा विचारात न घेता, नियंत्रण डाळी एकाच वेळी दोन्ही पुलांच्या वाल्वला पुरवल्या जातात. म्हणून, या नियंत्रणासह, पुलांपैकी एक रेक्टिफायरमध्ये कार्य करतो आणि दुसरा इन्व्हर्टर मोडसाठी तयार केला जातो. दुसरीकडे, सह-शासन सुसंगत आणि विसंगत असू शकते.

समन्वित नियंत्रणामध्ये, दोन्ही पुलांच्या वाल्व्हला कंट्रोल पल्स पुरवले जातात, जेणेकरून दुरुस्त व्होल्टेज आणि नंतरचे सरासरी मूल्य समान होते. विसंगत नियंत्रणाच्या बाबतीत, इन्व्हर्टर मोड (इन्व्हर्टर वाल्व्ह ग्रुप) मध्ये कार्यरत ब्रिजचा सरासरी रेक्टिफाइड व्होल्टेज रेक्टिफायर मोड (रेक्टिफायर वाल्व ग्रुप) मध्ये कार्यरत ब्रिजच्या व्होल्टेजपेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे.

जॉइंट कंट्रोलसह रिव्हर्सिबल सर्किट्सचे ऑपरेशन ग्रुप व्हॉल्व्ह आणि ट्रान्सफॉर्मरच्या विंडिंग्सद्वारे तयार केलेल्या बंद लूपमध्ये समानीकरण करंटच्या उपस्थितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, जे सर्व ग्रुप व्होल्टेजच्या तात्कालिक मूल्यांच्या असमानतेमुळे दिसून येते. वेळ. नंतरचे मर्यादित करण्यासाठी, समानीकरण चोक L1 — L4 सर्किट्समध्ये आणले जातात (चित्र 3 पहा).

संयुक्त समन्वयित नियंत्रणाचे फायदे म्हणजे साधेपणा, एका मोडमधून दुस-या मोडमध्ये स्विच करण्याची तयारी, अस्पष्ट स्थिर वैशिष्ट्ये, कमी भार असताना देखील मधूनमधून चालू मोडची अनुपस्थिती. तथापि, या नियंत्रणासह, सर्किटमध्ये मोठे समानीकरण प्रवाह वाहतात.

अतुलनीय नियंत्रण असलेल्या साखळ्यांचा चोक आकार जुळलेल्या नियंत्रणापेक्षा लहान असतो. तथापि, अशा नियंत्रणासह, स्वीकार्य नियंत्रण कोनांची श्रेणी कमी होते, ज्यामुळे ट्रान्सफॉर्मरचा वापर कमी होतो आणि पॉवर फॅक्टरमध्ये घट होते.

वरील तोटे वेगळ्या नियंत्रणासह कनवर्टर सर्किटपासून वंचित आहेत. ही नियंत्रण पद्धत समानीकरण प्रवाह पूर्णपणे काढून टाकते, कारण या प्रकरणात नियंत्रण डाळींचा पुरवठा केवळ वाल्वच्या कार्यरत गटासाठी केला जातो. म्हणून, चोक्स आणि सामान्य ट्रान्सफॉर्मर पॉवरमध्ये बरोबरी करण्याची आवश्यकता नाही, कारण रेक्टिफायर गट समायोजन कोनाच्या शून्य मूल्यासह उघडला जाऊ शकतो.