डीसी वाल्व कन्वर्टर्स

डीसी इलेक्ट्रिक मोटर्स के क्षेत्र और आर्मेचर वाइंडिंग को पावर देने के लिए वाल्व डीसी कन्वर्टर्स का उपयोग किया जाता है, अगर गति विनियमन की एक विस्तृत श्रृंखला और इलेक्ट्रिक ड्राइव के क्षणिक मोड की उच्च गुणवत्ता की आवश्यकता होती है।

इन उपयोगकर्ताओं के लिए, वाल्व कन्वर्टर्स के पावर सर्किट हो सकते हैं: शून्य या पुल, एकल-चरण या तीन-चरण। एक या दूसरे कन्वर्टर सर्किट का चुनाव इस पर आधारित होना चाहिए:

• सुधारित वोल्टेज वक्र में अनुमेय उत्तेजना प्रदान करना,

• उच्च हार्मोनिक्स वैकल्पिक वोल्टेज की संख्या और परिमाण को सीमित करना,

• बिजली ट्रांसफार्मर का उच्च उपयोग।

यह सर्वविदित है कि पल्सेटिंग रेक्टिफाइड कन्वर्टर वोल्टेज मोटर में एक स्पंदित करंट बनाता है जो मोटर के सामान्य कम्यूटेशन को परेशान करता है। इसके अलावा, वोल्टेज तरंगों से मोटर में अतिरिक्त नुकसान होता है, जिससे इसकी शक्ति को कम करने की आवश्यकता होती है।

इलेक्ट्रिक मोटर में कम्यूटेशन में सुधार और घाटे में कमी या तो रेक्टीफायर के चरणों की संख्या में वृद्धि करके, या चिकनाई अधिष्ठापन शुरू करके या मोटर के डिजाइन में सुधार करके हासिल की जा सकती है।

यदि कनवर्टर को मोटर के आर्मेचर सर्किट को कम अधिष्ठापन के साथ आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो इसकी सबसे तर्कसंगत पावर सर्किट तीन चरण हैं: एक उछाल रिएक्टर, पुल (छवि 1) के साथ डबल तीन चरण शून्य।

चावल। 1. तीन-चरण थाइरिस्टर कन्वर्टर्स की आपूर्ति सर्किट: ए - रिएक्टर को बराबर करने के साथ डबल तीन-चरण शून्य, बी - पुल

फील्ड कॉइल्स को बिजली देने के लिए डीसी मोटर्समहत्वपूर्ण अधिष्ठापन के साथ, वाल्व कन्वर्टर्स के पावर सर्किट तीन-चरण शून्य और पुल एकल-चरण या तीन-चरण (छवि 2) दोनों हो सकते हैं।

चावल। 2. फील्ड वाइंडिंग को पावर देने के लिए थाइरिस्टर रेक्टिफायर की योजनाएं: ए-थ्री-फेज जीरो, बी-सिंगल-फेज ब्रिज, सी-थ्री-फेज सेमी-नियंत्रित फुटपाथ

तीन-चरण रेक्टीफायर सर्किट में से, सबसे व्यापक तीन चरण पुल (चित्र 1, बी) है। इस सुधार योजना के फायदे हैं: तीन-चरण ट्रांसफार्मर के मिलान का उच्च उपयोग, वाल्वों के रिवर्स वोल्टेज का सबसे छोटा मूल्य।

हाई-पावर इलेक्ट्रिक ड्राइव के लिए, रेक्टिफायर ब्रिज को समानांतर या श्रृंखला में जोड़कर रेक्टिफाइड वोल्टेज रिपल को कम किया जाता है। इस मामले में, रेक्टिफायर ब्रिज या तो एक तीन-घुमावदार ट्रांसफार्मर या दो दो-घुमावदार ट्रांसफार्मर द्वारा संचालित होते हैं।

पहले मामले में, ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग "स्टार" से जुड़ी होती है, और द्वितीयक - "स्टार" में, दूसरी - "डेल्टा" में।दूसरे मामले में, ट्रांसफार्मर में से एक "स्टार-स्टार" योजना के अनुसार जुड़ा हुआ है, और दूसरा - "डेल्टा-स्टार" योजना के अनुसार।

इस तथ्य के कारण कि ट्रांसफॉर्मर की प्राथमिक या द्वितीयक घुमावों में अलग-अलग कनेक्शन योजनाएं होती हैं, एक पुल पर संशोधित वोल्टेज में वेवफॉर्म होंगे जो दूसरे पुल पर सुधारित वोल्टेज तरंगों के कोण पर चरण से बाहर होंगे। नतीजतन, मोटर के आर्मेचर के कुल सुधारित वोल्टेज में तरंगें होंगी, जिसकी आवृत्ति प्रत्येक पुल की तरंगों की आवृत्ति से 2 गुना अधिक है। सुधारित वोल्टेज के तात्कालिक मूल्यों का समीकरण जुड़े हुए पुलों के समानांतर एक चौरसाई रिएक्टर द्वारा किया जाता है। जब रेक्टीफायर ब्रिज श्रृंखला में जुड़े होते हैं, तो सर्किट इसी तरह काम करता है।

नियंत्रण योग्य वाल्वों की संख्या को कम करने के लिए, सुधार के लिए अर्ध-विनियमित या एकल पुल सर्किट का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, पुल का आधा, उदाहरण के लिए, कैथोड समूह नियंत्रित होता है, और एनोड आधा अनियंत्रित होता है, अर्थात। डायोड पर इकट्ठे (चित्र 2, सी देखें)।

उपरोक्त सभी कनवर्टर पावर सर्किट अपरिवर्तनीय हैं, क्योंकि वे लोड में वर्तमान प्रवाह को केवल एक दिशा में सुनिश्चित करते हैं। अपरिवर्तनीय से उत्क्रमणीय परिपथ में संक्रमण या तो एक संपर्क उत्क्रमक का उपयोग करके या रेक्टीफायर्स के दो सेट स्थापित करके किया जा सकता है। इस तरह के रेक्टिफायर एंटी-पैरेलल (चित्र 3) या क्रॉस्ड (चित्र 4) योजनाओं में बनाए जाते हैं।

एक समानांतर-विरोधी सर्किट में, दोनों ब्रिज U1 और U2 (चित्र 3 देखें) ट्रांसफार्मर की सामान्य वाइंडिंग से खिलाए जाते हैं और एक दूसरे के विपरीत और समानांतर जुड़े होते हैं। एक क्रॉसओवर सर्किट में, प्रत्येक ब्रिज को एक अलग कॉइल और लोड से जुड़े क्रॉसओवर द्वारा संचालित किया जाता है।

चावल।3. समानांतर कनेक्शन कन्वर्टर्स की योजना

चावल। 4. कन्वर्टर्स के क्रॉस-कनेक्शन का आरेख

दो-घटक प्रतिवर्ती कन्वर्टर्स के पुल वाल्वों का नियंत्रण अलग या संयुक्त हो सकता है। अलग नियंत्रण में, नियंत्रण दालों को केवल उस पुल के वाल्वों को आपूर्ति की जाती है जो वर्तमान में काम कर रहा है और लोड सर्किट में वर्तमान की वांछित दिशा प्रदान करता है। वहीं, दूसरे पुल के वाल्व बंद हैं।

संयुक्त नियंत्रण में, लोड में वर्तमान की दिशा की परवाह किए बिना, दोनों पुलों के वाल्वों को एक साथ नियंत्रण दालों की आपूर्ति की जाती है। इसलिए इस कंट्रोल से एक ब्रिज रेक्टिफायर में काम करता है और दूसरा इन्वर्टर मोड के लिए तैयार होता है। दूसरी ओर, सह-शासन सुसंगत और असंगत हो सकता है।

समन्वित नियंत्रण में, दोनों पुलों के वाल्वों को नियंत्रण दालों की आपूर्ति की जाती है, ताकि बाद वाले सही वोल्टेज y के औसत मान बराबर हों। असंगत नियंत्रण के मामले में, यह आवश्यक है कि इन्वर्टर मोड (इन्वर्टर वाल्व समूह) में संचालित पुल का औसत सुधारित वोल्टेज रेक्टिफायर मोड (रेक्टिफायर वाल्व समूह) में संचालित पुल के वोल्टेज से अधिक हो।

संयुक्त नियंत्रण के साथ प्रतिवर्ती सर्किट के संचालन को समूह वाल्वों और ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग द्वारा गठित एक बंद लूप में एक समान धारा की उपस्थिति की विशेषता है, जो समूह वोल्टेज के तात्कालिक मूल्यों की असमानता के कारण प्रकट होता है। समय। उत्तरार्द्ध को सीमित करने के लिए, चोक L1 - L4 को सर्किट में पेश किया जाता है (चित्र 3 देखें)।

संयुक्त समन्वित नियंत्रण के फायदे सरलता, एक मोड से दूसरे मोड में स्विच करने की तत्परता, असंदिग्ध स्थैतिक विशेषताओं, कम भार पर भी आंतरायिक चालू मोड की अनुपस्थिति हैं। हालांकि, इस नियंत्रण के साथ, सर्किट में बड़ी समान धाराएं प्रवाहित होती हैं।

बेजोड़ नियंत्रण वाली जंजीरों में मेल खाने वाले नियंत्रण की तुलना में छोटे चोक आकार होते हैं। हालांकि, इस तरह के नियंत्रण के साथ, स्वीकार्य नियंत्रण कोणों की सीमा कम हो जाती है, जिससे ट्रांसफार्मर का उपयोग कम हो जाता है और पावर फैक्टर में कमी आती है।

उपरोक्त नुकसान एक अलग नियंत्रण के साथ कनवर्टर सर्किट से वंचित हैं। यह नियंत्रण विधि समतुल्य धाराओं को पूरी तरह से समाप्त कर देती है, क्योंकि इस मामले में नियंत्रण दालों की आपूर्ति केवल वाल्वों के एक कार्य समूह के लिए की जाती है। इसलिए, चोक और सामान्य ट्रांसफार्मर शक्ति को बराबर करने की कोई आवश्यकता नहीं है, क्योंकि सुधारक समूह को समायोजन कोण के शून्य मान के साथ खोला जा सकता है।