Высшие гармоники выпрямленного напряжения

8.1.1 Высшие гармоники неуправляемого выпрямителя при симметричном питающем напряжении

                               Кривая выпрямленного напряжения u_d любой схемы выпрямления является пульсирующей и содержит постоянную составляющую U_d0, выполняющую полезную работу, и суммы высших гармоник k-го порядка. Под действием напряжения высших гармоник от тяговой подстанции по контактной сети к электровозу протекает ток высших гармоник, который наводит в линии связи мешающее напряжение шума.

                               При симметричном питающем напряжении кривая выпрямленного напряжения для любой m-пульсовой схемы имеет вид (рисунок 8.1, а).

Рисунок 8.1 – Кривая выпрямленного напряжения неуправляемого выпрямителя при симметричном (а), несимметричном (б), питающем напряжении и управляемого выпрямителя (в)

Примем, что напряжение в питающей сети, а следовательно, в фазах вторичной обмотки трансформатора изменяется по синусоиде

Тогда мгновенное значение выпрямленного напряжения ud для относительно О' m-пульсовой схемы равно

в пределах

 

Среднее значение выпрямленного напряжения при работе на холостом ходу (Id=0; γ =0) с учетом (8.2) будет равно

После решения (8.3) и подстановки пределов получим

где D_сх- коэффициент схемы;

m – число пульсаций выпрямленного напряжения за период 2π.

Для 6ПМ схемы D_сх=

Для 6ПМ и 12Ппульс схемы U_d0=2, 34U_2у;

Для 12Ппосл схемы U_d0=4, 68U2у

Кривая напряжения u_d может быть разложена в ряд Фурье

где u_d – мгновенное значение выпрямленного напряжения;

  U_d0 – постоянная составляющая выпрямленного напряжения;

    U'_dk, U" dk – коэффициенты ряда Фурье.

Номера гармоник в кривой выпрямленного напряжения зависят от схемы выпрямления и подчиняются формуле

Частота гармоники связана с частотой f_C питающей сети и равна

где е – ряд целых чисел (е=1, 2, 3, …, ¥ );

Амплитудное значение напряжения косинусной составляющей k-ой гармоники с учетом (8.2) может быть найдено из выражения

С учетом (8.3*) формула (8.7) запишется в виде

Амплитудное значение напряжения синусной составляющей k-ой гармоники с учетом (8.2) может быть найдено из выражения

Полное действующее значение напряжения k-ой гармонической равно

После подстановки значения из (8.7*) и (8.8) получим

Отношение называется коэффициентом волнистости гармоника k-го порядка в кривой выпрямленного напряжения и

при γ =0 равно

Таблица 8.1 – Волнистость выпрямленного напряжения 6 и 12 пульсовых выпрямителей

k	fk, Гц	Pk	wdk , %
			m=6	m=12
6	300	0, 295	4, 04	-
12	600	0, 794	0, 99	0, 99
18	900	1, 072	0, 44	-
24	1200	1, 0	0, 25	0, 25

P_k – коэффициент акустического воздействия

8.1.2 Влияние нагрузки (угла) коммутации на Udk.

Т.к. питающая сеть и преобразовательный трансформатор обладают индуктивным сопротивление, то переход тока с одного заканчивающего работу диодного плеча на вступающий в работу происходит плавно в течение угла коммутации γ

где А - коэффициент наклона внешней характеристики схемы;

U_кз - напряжение короткого замыкания цепи коммутации.

 

А= 0, 5 для m = 6;         А=0, 26 для m = 12

U_кз= U_кс+ U_кт

где U_кс, U_кт - напряжение короткого замыкания соответственно питающий сети и трансформатора.

Действующее значение напряжения k-ой гармоники при γ > 0 равно

где – К_γ коэффициент учитывающей возрастание U_dk за счет угла коммутации

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: