Снижение высших гармоник в судовой сети при применении управляемых выпрямителей и преобразователей частоты

Для снижения высших гармоник могут применяться конденсаторы, фильтры и дроссели. Однако в связи с тем, что индуктивное сопротивление сети зависит от нагрузки и частоты, нарушается настройка фильтров. Тоже касается и конденсаторов. Наиболее надежным является включение дросселей.

,

, (12.1)

где К - имеемое отношение амплитуды высшей гармоники к амплитуде первой гармоники,

К - требуемое отношение амплитуды высшей гармоники к амплитуде первой гармоники,

- индуктивность дроселя,

- комбинированное сопротивление,

- номер гармоники.

Если коммутационное сопротивление выражено в относительных единицах, то

,

где Z - базисное сопротивление, равное ,а m-число генераторов.

Для трехфазной мостовой схемы выпрямления дроссель выбирается по пятой гармонике.

Пример: К =К =0,1

К = 0,05 = 0,15

Z = ,

,

.

Дроссель состоит из нескольких параллельно включенных проводников, изолированных друг от друга, что снижает потери от высших гармоник в самом дросселе, и уменьшают его нагрев. Для снижения пульсаций выпрямленного тока и уменьшения их влияния на коммутацию ГЭД применяют ненасыщенные дроссели с сердечником. Дроссель выбирается из условий допустимой величины пульсации тока, которая равна . Пульсации можно представить как наложение синусоидального напряжения с частотой и амплитудой на среднее выпрямленное напряжение. На этом основании можно считать, что создаваемое выпрямителем синусоидальное напряжение, равное , должно вызывать в якорной цепи ГЭД с последовательно включенным сглаживающим дросселем синусоидальный ток не превышающий 0,02 .

Этому условию соответствует равенство: .

,

.

Пренебрегая малым активным сопротивлением, получим: , тогда

, (12.2)

где L, L соответственно индуктивности якорной цепи вместе с дросселями и якоря ГЭД.

Пульсации выпрямленного напряжения зависят от угла (рис.12.6). При напряжении судовой сети 380В, выпрямленное напряжение трехфазного мостового выпрямителя для = 0 и угла коммутации =30 будет: .

При меньших углах коммутации выпрямленное напряжение достигает 500В.

В случае большой мощности ГЭД желательно напряжение порядка 1000В. Для этого выпрямители питающиеся от разных станций соединяют последовательно, но это достаточно сложно. Значительно проще повысить напряжение судовой сети переменного тока до величины:

.