Преобразователи естественной коммутации, составленные из статических элементов, таких, как трансформаторы, реакторы, конденсаторы и вентили, могут применяться для передачи энергии как в одном, так и в обоих направлениях между цепями переменного и постоянного тока или между двумя цепями переменного тока разных частот. Вентили могут быть управляемыми или неуправляемыми. Наиболее распространенными управляемыми вентилями являются тиристоры, а неуправляемыми- полупроводниковые диоды. Раньше наиболее часто использовались управляемые и неуправляемые вентили с ртутными катодами. Вентили с ртутным катодом все еще применяются в некоторых устройствах, например в блоках питания радиопередатчиков.

Коммутация, необходимая для обеспечения требуемого потока энергии в желаемом направлении, возникает в преобразователе с естественной коммутацией вследствие изменения междуфазного напряжения. При использовании таких преобразователей для связи систем переменного и постоянного тока напряжение в системе переменного тока должно поддерживаться генераторами достаточной мощности. Если обе соединяемые системы являются системами переменного тока, то в зависимости-от конкретных условий может оказаться достаточным, чтобы генераторы были только в одной системе. В других случаях генераторы могут быть в обеих системах переменного тока.

С учетом вышесказанного преобразователи с естественной коммутацией могут быть подразделены на две большие группы: 8

преобразователи, обеспечивающие передачу потока энергии между системами переменного и постоянного тока;

преобразователи, обеспечивающие передачу потока энергии между двумя системами переменного тока, ра-,-ботающими при различных напряжениях или частотах (специальные преобразователи).

За некоторыми исключениями, в настоящей главе рассматриваются преобразователи первой группы.

Краткое описание преобразователей с естественной коммутацией, соединяющих системы переменного и постоянного тока. Преобразователи, относящиеся к этой группе, могут быть управляемыми и неуправляемыми. Для снижения потребления реактивной мощности можно присоединить шунтирующий диод на стороне постоянного тока управляемого преобразователя. В неуправляемых преобразователях или в управляемых преобразователях, имеющих шунтирующий диод, энергия может передаваться только из системы переменного тока в систему постоянного тока, т. е. такие преобразователи могут работать только в выпрямительном режиме. Управляемые преобразователи могут передавать энергию в обоих направлениях. Когда энергия передается из системы переменного тока в систему постоянного тока, преобразователь работает в выпрямительном режиме, при передаче энергии в противоположном направлении преобразователь работает в инверторном режиме.

В зависимости от типа источника переменного тока различают однофазные и трехфазные преобразователи. Основными параметрами преобразовательной схемы являются число возможных направлений тока и число пульсаций. В зависимости от того, проходит ли ток в вентильной обмотке преобразовательного трансформатора только в одном направлении или в том и другом направлениях, различают однонаправленные и двухна-правленные схемы. Число пульсаций - это отношение частоты низш1ей гармоники напряжения в пульсирующем напряжении на стороне постоянного тока преобразователя к частоте напряжения на стороне переменного тока.

Схемное выполнение преобразователей с естественной коммутацией характеризуется так называемыми коммутационными группами. Коммутационная группа содержит все вентили, которые в нормальных рабочих ; условиях коммутируют между собой независимо от вен-

тилей других групп. Данный преобразователь моисет иметь несколько коммутационных групп, которые могут соединяться параллельно или последовательно.

На рис. 2Л-2.3 даны примеры основных однофазных схем. Схема, показанная на рис. 2.1, обозначена 1Ф1Н1П (однофазная, однонаправленная, однопульсная), схема

Up n ±

Рис. 2.1. Преобразовательная схема 1Ф1Н1П.

Рис. 2.2. Преобразовательная схема 1ФШ2П.

на рис. 2.2-1Ф1Н2П (однофазная, однонаправленная, двухпульсная) и схема на рис. 2.3-1Ф2Н2П (однофазная, двухнаправленная, двухпульсная или однофазная мостовая схема). В схемах могут использоваться либо

t М 1\

f [t (f и

Рис. 2.3. Преобразовательная схе- Рис. 2.4. Преобразовательная

ма 1Ф2Н2П.

схема ЗФШЗП.

неуправляемые преобразователи-диоды Д, либо управляемые- тиристоры Т. К зажимам постоянного тока может быть присоединен шунтирующий диод До, показанный на рисунках пунктирной линией. Управляемые преобразователи, выполняемые по схемам 1Ф1Н2П и 1Ф2Н2П, при отсутствии шунтирующих диодов могут работать и в инверторном режиме.