ડીસી વાલ્વ કન્વર્ટર

વાલ્વ ડીસી કન્વર્ટરનો ઉપયોગ ડીસી ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના ફિલ્ડ અને આર્મેચર વિન્ડિંગ્સને પાવર કરવા માટે કરવામાં આવે છે, જો ગતિ નિયમનની વિશાળ શ્રેણી અને ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવના ક્ષણિક મોડ્સની ઉચ્ચ ગુણવત્તાની જરૂર હોય.

આ વપરાશકર્તાઓ માટે, વાલ્વ કન્વર્ટરના પાવર સર્કિટ હોઈ શકે છે: શૂન્ય અથવા પુલ, સિંગલ-ફેઝ અથવા ત્રણ-તબક્કા. એક અથવા બીજા કન્વર્ટર સર્કિટની પસંદગી આના પર આધારિત હોવી જોઈએ:

• સુધારેલ વોલ્ટેજ વળાંકમાં અનુમતિપાત્ર ઉત્તેજના પ્રદાન કરવી,

• ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજની સંખ્યા અને તીવ્રતા મર્યાદિત કરવી,

• પાવર ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉચ્ચ ઉપયોગ.

તે જાણીતું છે કે પલ્સેટિંગ રેક્ટિફાઇડ કન્વર્ટર વોલ્ટેજ મોટરમાં ધબકતું કરંટ બનાવે છે જે મોટરના સામાન્ય કમ્યુટેશનને ખલેલ પહોંચાડે છે. વધુમાં, વોલ્ટેજ રિપલ્સ મોટરમાં વધારાના નુકસાનનું કારણ બને છે, જે તેની શક્તિને વધુ પડતો અંદાજ આપવાની જરૂરિયાત તરફ દોરી જાય છે.

ઇલેક્ટ્રીક મોટરમાં પરિવર્તન અને નુકસાનમાં ઘટાડો કાં તો રેક્ટિફાયરના તબક્કાઓની સંખ્યામાં વધારો કરીને અથવા સ્મૂથિંગ ઇન્ડક્ટન્સ રજૂ કરીને અથવા મોટરની ડિઝાઇનમાં સુધારો કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

જો કન્વર્ટર ઓછી ઇન્ડક્ટન્સ સાથે મોટરના આર્મેચર સર્કિટને સપ્લાય કરવા માટે રચાયેલ છે, તો તેના સૌથી વધુ તર્કસંગત પાવર સર્કિટ ત્રણ-તબક્કા છે: સર્જ રિએક્ટર સાથે ડબલ થ્રી-ફેઝ શૂન્ય, પુલ (ફિગ. 1).

ચોખા. 1. ત્રણ-તબક્કાના થાઇરિસ્ટર કન્વર્ટરના સપ્લાય સર્કિટ: a — ડબલ થ્રી-ફેઝ શૂન્ય સાથે સમાનતા રિએક્ટર, b — બ્રિજ

ફીલ્ડ કોઇલ પાવરિંગ માટે ડીસી મોટર્સનોંધપાત્ર ઇન્ડક્ટન્સ સાથે, વાલ્વ કન્વર્ટરના પાવર સર્કિટ ત્રણ-તબક્કાના શૂન્ય અને બ્રિજ સિંગલ-ફેઝ અથવા ત્રણ-તબક્કા (ફિગ. 2) બંને હોઈ શકે છે.

ચોખા. 2. ફિલ્ડ વિન્ડિંગ્સને પાવર આપવા માટે થાઇરિસ્ટર રેક્ટિફાયર્સની યોજનાઓ: એ-થ્રી-ફેઝ ઝીરો, બી-સિંગલ-ફેઝ બ્રિજ, સી-થ્રી-ફેઝ સેમી-કંટ્રોલ્ડ પેવમેન્ટ

ત્રણ-તબક્કાના રેક્ટિફાયર સર્કિટ્સમાંથી, સૌથી વધુ વ્યાપક ત્રણ-તબક્કાનો પુલ છે (ફિગ. 1, બી). આ સુધારણા યોજનાના ફાયદા છે: મેચિંગ થ્રી-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉચ્ચ ઉપયોગ, વાલ્વના રિવર્સ વોલ્ટેજનું સૌથી નાનું મૂલ્ય.

હાઇ-પાવર ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ્સ માટે, રેક્ટિફાયર બ્રિજને સમાંતર અથવા શ્રેણીમાં કનેક્ટ કરીને સુધારેલા વોલ્ટેજ રિપલનો ઘટાડો પ્રાપ્ત થાય છે. આ કિસ્સામાં, રેક્ટિફાયર બ્રિજ કાં તો એક થ્રી-વાઇન્ડિંગ ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા અથવા બે બે-વાઇન્ડિંગ ટ્રાન્સફોર્મર દ્વારા સંચાલિત થાય છે.

પ્રથમ કિસ્સામાં, ટ્રાન્સફોર્મરનું પ્રાથમિક વિન્ડિંગ "સ્ટાર" સાથે જોડાયેલ છે, અને ગૌણ - "સ્ટાર" માં, અન્ય - "ડેલ્ટા" માં.બીજા કિસ્સામાં, ટ્રાન્સફોર્મર્સમાંથી એક "સ્ટાર-સ્ટાર" યોજના અનુસાર જોડાયેલ છે, અને બીજું - "ડેલ્ટા-સ્ટાર" યોજના અનુસાર.

ટ્રાન્સફોર્મર્સના પ્રાથમિક અથવા ગૌણ વિન્ડિંગ્સમાં વિવિધ જોડાણ યોજનાઓ હોવાને કારણે, એક પુલ પરના સુધારેલા વોલ્ટેજમાં વેવફોર્મ્સ હશે જે બીજા પુલ પરના સુધારેલા વોલ્ટેજ વેવફોર્મ્સના ખૂણા પર તબક્કાની બહાર છે. પરિણામે, મોટરના આર્મેચરના કુલ રેક્ટિફાઇડ વોલ્ટેજમાં લહેરિયાં હશે, જેની આવર્તન દરેક પુલની તરંગોની આવર્તન કરતાં 2 ગણી વધારે છે. સુધારેલા વોલ્ટેજના તાત્કાલિક મૂલ્યોનું સમીકરણ જોડાયેલા પુલ સાથે સમાંતર એક સ્મૂથિંગ રિએક્ટર દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. જ્યારે રેક્ટિફાયર પુલ શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે, ત્યારે સર્કિટ સમાન રીતે કાર્ય કરે છે.

નિયંત્રણક્ષમ વાલ્વની સંખ્યા ઘટાડવા માટે, અર્ધ-નિયમિત અથવા સિંગલ બ્રિજ સર્કિટનો ઉપયોગ કરેક્શન માટે થાય છે. આ કિસ્સામાં, પુલનો અડધો ભાગ, ઉદાહરણ તરીકે, કેથોડ જૂથ, નિયંત્રિત છે, અને એનોડ અડધો અનિયંત્રિત છે, એટલે કે. ડાયોડ પર એસેમ્બલ (જુઓ ફિગ. 2, c).

ઉપરોક્ત તમામ કન્વર્ટર પાવર સર્કિટ બદલી ન શકાય તેવા છે, કારણ કે તે લોડમાં પ્રવાહના પ્રવાહને માત્ર એક જ દિશામાં સુનિશ્ચિત કરે છે. બદલી ન શકાય તેવા સર્કિટમાંથી ઉલટાવી શકાય તેવું સંક્રમણ કાં તો કોન્ટેક્ટ રિવર્સરનો ઉપયોગ કરીને અથવા રેક્ટિફાયરના બે સેટ ઇન્સ્ટોલ કરીને કરી શકાય છે. આવા રેક્ટિફાયર વિરોધી સમાંતર (ફિગ. 3) અથવા ક્રોસ્ડ (ફિગ. 4) યોજનાઓમાં બનાવવામાં આવે છે.

સમાંતર વિરોધી સર્કિટમાં, બંને પુલ U1 અને U2 (જુઓ. ફિગ. 3) ટ્રાન્સફોર્મરના સામાન્ય વિન્ડિંગમાંથી ખવડાવવામાં આવે છે અને એકબીજાની વિરુદ્ધ અને સમાંતર જોડાયેલા હોય છે. ક્રોસઓવર સર્કિટમાં, દરેક પુલ એક અલગ કોઇલ અને લોડ સાથે જોડાયેલા ક્રોસઓવર દ્વારા સંચાલિત થાય છે.

ચોખા.3. વિરોધી સમાંતર જોડાણ કન્વર્ટરની યોજના

ચોખા. 4. કન્વર્ટરના ક્રોસ-કનેક્શનનો ડાયાગ્રામ

બે ઘટક ઉલટાવી શકાય તેવા કન્વર્ટરના બ્રિજ વાલ્વનું નિયંત્રણ અલગ અથવા સંયુક્ત હોઈ શકે છે. અલગ નિયંત્રણમાં, નિયંત્રણ પલ્સ ફક્ત તે જ પુલના વાલ્વને પૂરા પાડવામાં આવે છે જે હાલમાં કાર્યરત છે અને લોડ સર્કિટમાં વર્તમાનની ઇચ્છિત દિશા પ્રદાન કરે છે. તે જ સમયે, અન્ય બ્રિજ પરના વાલ્વ તાળા છે.

સંયુક્ત નિયંત્રણમાં, લોડમાં વર્તમાનની દિશાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, નિયંત્રણ પલ્સ એકસાથે બંને પુલના વાલ્વને પૂરા પાડવામાં આવે છે. તેથી, આ નિયંત્રણ સાથે, એક પુલ રેક્ટિફાયરમાં કામ કરે છે અને બીજો ઇન્વર્ટર મોડ માટે તૈયાર થાય છે. બીજી બાજુ સહ-શાસન, સુસંગત અને અસંગત હોઈ શકે છે.

સંકલિત નિયંત્રણમાં, નિયંત્રણ પલ્સ બંને પુલના વાલ્વને પૂરા પાડવામાં આવે છે, જેથી સુધારેલ વોલ્ટેજ અને બાદમાંના સરેરાશ મૂલ્યો સમાન હોય. અસંગત નિયંત્રણના કિસ્સામાં, તે જરૂરી છે કે ઇન્વર્ટર મોડ (ઇનવર્ટર વાલ્વ જૂથ) માં કાર્યરત બ્રિજનું સરેરાશ સુધારેલ વોલ્ટેજ રેક્ટિફાયર મોડ (રેક્ટિફાયર વાલ્વ જૂથ) માં કાર્યરત બ્રિજના વોલ્ટેજ કરતાં વધી જાય.

સંયુક્ત નિયંત્રણ સાથે ઉલટાવી શકાય તેવા સર્કિટ્સનું સંચાલન જૂથ વાલ્વ અને ટ્રાન્સફોર્મરના વિન્ડિંગ્સ દ્વારા રચાયેલા બંધ લૂપમાં સમાનતા પ્રવાહની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે જૂથના તમામ વોલ્ટેજના તાત્કાલિક મૂલ્યોની અસમાનતાને કારણે દેખાય છે. સમય. બાદમાં સીમિત કરવા માટે, સરકીટમાં સમાન ચોકકસ L1 — L4 દાખલ કરવામાં આવે છે (ફિગ. 3 જુઓ).

સંયુક્ત સંકલિત નિયંત્રણના ફાયદાઓ છે સરળતા, એક મોડમાંથી બીજા મોડમાં સ્વિચ કરવાની તૈયારી, અસ્પષ્ટ સ્થિર લાક્ષણિકતાઓ, ઓછા લોડ પર પણ તૂટક તૂટક વર્તમાન મોડની ગેરહાજરી. જો કે, આ નિયંત્રણ સાથે, મોટા સમાનતા પ્રવાહો સર્કિટમાં વહે છે.

મેળ ન ખાતા નિયંત્રણ સાથેની સાંકળો મેળ ખાતા નિયંત્રણ કરતાં નાની ચોક કદ ધરાવે છે. જો કે, આવા નિયંત્રણ સાથે, અનુમતિપાત્ર નિયંત્રણ ખૂણાઓની શ્રેણી ઘટે છે, જે ટ્રાન્સફોર્મરનો ઓછો ઉપયોગ અને પાવર ફેક્ટરમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

ઉપરોક્ત ગેરફાયદા અલગ નિયંત્રણ સાથે કન્વર્ટર સર્કિટથી વંચિત છે. આ નિયંત્રણ પદ્ધતિ સમાનતા પ્રવાહોને સંપૂર્ણપણે દૂર કરે છે, કારણ કે આ કિસ્સામાં નિયંત્રણ કઠોળનો પુરવઠો ફક્ત વાલ્વના કાર્યકારી જૂથ માટે જ હાથ ધરવામાં આવે છે. તેથી, ચોકક્સ અને સામાન્ય ટ્રાન્સફોર્મરની શક્તિને સમાન કરવાની જરૂર નથી, કારણ કે રેક્ટિફાયર જૂથને ગોઠવણ કોણના શૂન્ય મૂલ્ય સાથે ખોલી શકાય છે.