Түзеткіштердің энергетикалық өнімділігі

Түзеткіштердің энергетикалық өнімділігі

Түзеткіштердің энергетикалық көрсеткіштері – пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК), қуат коэффициенті χ және cosϕ. Түзетілген кернеудің сапасы толқындық коэффициентімен сипатталады.

1. Түзеткіштің тиімділігі

Түзеткіштің тиімділігі мына формуламен анықталады:

[pic 1]                        (1)

мұндағы ∆P – түзеткіштегі қуат жоғалтулары; Pd – түзеткіштің шығысындағы қуат.

[pic 2]                        (2)

Түзеткіштің ПӘК вентиль бөлігінің ПӘК ηV және трансформатордың ПӘК ηT (η = ηBηT) көбейтіндісіне тең.

Вентиль бөлігінің тиімділігі

[pic 3]                                (3)

мұндағы ∆PB – вентиль бөлігіндегі жоғалтулар.

[pic 4]                                (4)

мұндағы ∆Ua – өткізгіш вентильдегі кернеудің төмендеуі; a - ток тізбектей өтетін вентильдердің саны.

(2) - (4) ескере отырып,

[pic 5]                        (5)

Жүздеген вольт кернеулерінде вентиль бөлігінің ПӘК-і 0,98 ... 0,99 құрайды және орташа қуатты трансформатордың ПӘК шамамен бірдей екенін ескере отырып, түзеткіштің ПӘК-і 0,96-дан жоғары деп қорытынды жасауға болады. Демек, тіпті жүздеген вольт кернеуінде жартылай өткізгіш түзеткіш тиімділік бойынша идеалға жақын.

(5) формуладан жартылай өткізгішті түзеткіштің ПӘК токқа тәуелді емес екенін көруге болады. Бар тұрақты жоғалтуларды ескере отырып (трансформаторда, басқару жүйесінде және т.б.) тиімділік әлі де жүктемеге байланысты. Бірақ бұл тәуелділік әлдеқайда әлсіз, ал тиімділігі электр машинасының түрлендіргішіне қарағанда әлдеқайда жоғары (1-сурет).

[pic 6]

Сурет 1. Вентильдің (ВП) және электр машинасының түрлендіргішінің (ЭМ) ПӘК жүктемеге тәуелділігі

1. Түзетілген кернеудегі және бастапқы токтағы гармоникалық компоненттер

Түзетілген кернеуде тұрақты (пайдалы) және айнымалы (зиянды) компоненттер болады. Түзетілген кернеу (ток) қисығының айнымалы құрамдас бөліктері толқындық деп аталады. Олардың құрамында бірнеше гармоника бар. Желілік f кезінде, негізгі толқын жиілігі

[pic 7]                                        (6)

мұндағы m - фазалар саны мен түзетілген жарты периодтар санының көбейтіндісіне тең пульсация.

m>1 үшін бақыланбайтын түзеткіштегі пульсациялардың n-ші гармониясының амплитудасы (салыстырмалы бірліктерде)

[pic 8]                                (7)

Мұндағы n – толқынның негізгі жиілігіне қатысты гармоникалық саны. Ол 1, 2, 3 ... натурал сандарының тізбегіне сәйкес келеді.

Сеть-тің жиілігіне қатысты гармоникалық сан

[pic 9]                                        (8)

Гармоника санының көбеюімен оның амплитудасы күрт төмендейді, сондықтан келесіде біз тек бірінші гармониканы қарастырамыз. Толқындылық коэффициенті q – толқынның бірінші гармоникасының амплитудасының түзетілген кернеудің орташа мәніне қатынасы.

[pic 10]                                        (9)

Кесте 1

[pic 11]

Кесте 1 кейбір m мәндері үшін q және f1 мәндерін көрсетеді.

Түзетілген кернеудің сапасын жақсарту тұрғысынан пульсацияны жоғарылату тиімді, өйткені пульсация жиілігі артады және олардың амплитудасы азаяды. Реттеу бұрышының α ұлғаюымен толқындық коэффициенті күрт артады. 2-суретте m = 6 үшін реттеу тереңдігінің 1-ден 0,4-ке дейін өзгеруі толқындық коэффициентінің 0,057-ден 0,8-ге дейін ұлғаюына себеп болатынын көрсетеді.

[pic 12]

Сурет 2. Әртүрлі схемалар үшін толқындық коэффициентінің реттеу тереңдігіне тәуелділігі

[pic 13]

Сурет 3. Басқарылатын түзеткіштің сыртқы сипаттамалары

Түзеткіш желіден тұтынылатын ток әдетте синусоидалы емес (мысалы, 3-суретті қараңыз). Оның құрамында бірнеше гармоника бар. Сеть-тің жиілігіне қатысты гармоникалық сандар

[pic 14]                                (10)

Ең төменгі гармоникалардың жиіліктері

[pic 15]                                (11)

Түзеткіштер гармоникаларды жасайды және оларды торға жібереді. Пульсация неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жиілік жоғарылайды және желіде пайда болатын гармоникалардың амплитудасы соғұрлым төмен болады (олармен күресу оңайырақ болады). Бастапқы токтағы гармоникалар желідегі кернеуді бұрмалайды. Желінің ішкі кедергісі неғұрлым жоғары болса, бұрмалану соғұрлым күшті болады. Желілік кернеу синусоидалы емес болады.