Выпрямительные устройства серии БУК

Промышленность Министерства связи СССР с 1970 г. начала выпускать унифицированные выпрямительные устройства на кремниевых вентилях серии ВУК. Выпрямительные устройства серии ВУК отличаются от выпрямительных устройств серии ВУ следующим:

—вместо селеновых вентилей в них применены кремниевые диоды, что позволило заметно повысить КПД выпрямительных устройств;

—для регулирования выходных параметров ВУК (мощностью более 4 кВт) использованы дроссели насыщения с внутренней обратной связью, что позволило уменьшить вес стальных сердечников дросселей насыщения и повысить коэффициент усиления и скорость регулирования, т. е. улучшить динамические характеристики ВУК по сравнению с ВУ;

—схема автоматики подключения резервного выпрямителя при параллельной работе ВУК обеспечивает замену любого поврежденного рабочего ВУК резервным при числе параллельно работающих ВУК до трех (в ВУ такая автоматика обеспечивается лишь при одном рабочем ВУ);

—упрощены и унифицированы схемы стабилизатора, в результате один и тот же стабилизатор используется в ВУК всех типов;

— введены устройства ограничения тока в режиме стабилизации напряжения, что значительно повышает надежность работы ВУК и практически дублирует релейную защиту по току.

Выпрямительные устройства серии ВУК выпускаются по следующей номенклатуре: ВУК-36/60, ВУК-36/130 и ВУК-36/206, рассчитанные на напряжение 24 В; ВУК-320/7, ВУК-320/14, ВУК-320/30 и ВУК-265/60 — на напряжение 220 В; ВУК-93/25, ВУК-67/70, ВУК-67/140, ВУК-67/260 и ВУК-67/600 — на напряжение 60 В; ВУК-170/13, ВУК-140/35 и ВУК-140/66 *—на напряжение 120 В.

Выпрямительные устройства ВУК-67/70, ВУК-67/140, ВУК-67/260, ВУК-67/600, ВУК-140/35, ВУК-140/66, ВУК-265/60 — буферные, предназначены для работы с аккумуляторными батареями по способу постоянного подзаряда, а остальные выпрямительные устройства — зарядно-буферные, т. е. пригодны для работы как в буферном режиме с аккумуляторными батареями, так и для нормального их заряда.

Выпрямительные устройства ВУК-36/60, ВУК-93/25, ВУК-170/13, ВУК-320/7 типовой мощностью 2 кВт выполнены по той же схеме, что и ВУ, рассчитанные на мощность 2 кВт; отличаются эти ВУК от ВУ тем, что в качестве выпрямительных элементов в них использованы кремниевые вентили, ВУК обладают более совершенной схемой автоматики и снабжены фильтрами, обеспечивающими на выходе выпрямительных устройств пульсацию по нормам, оговоренным ГОСТ 5237—69.

Схема силового тракта ВУК мощностью 4 кВт (и более) приведена на рис. 5.2. Кремниевые вентили включены по схеме Ларионова. Выходное напряжение и ток регулируются дросселями насыщения ДрУ, токовые обмотки которых включены в схему моста последовательно с выпрямительными вентилями (в отличие от ВУ, где токовые обмотки ДрУ включены последовательно с первичными обмотками силового трансформатора). Таким образом, в схеме ВУК одни и те же вентили используются как для выпрямления переменного тока, так и для создания внутренней обратной связи (дополнительного подмагничивания) в дросселях насыщения, что резко снижает необходимую мощность регулирования.

Токовые обмотки дросселей насыщения включены между собой согласно последовательно. Стабилизация напряжения или тока осуществляется автоматическим изменением тока подмагничивания в обмотке подмагничивания ГОП дросселя насыщения.

В качестве следящего устройства в ВУК применен транзисторный усилитель постоянного тока, на выходе которого изменяется ток при изменении напряжения на выходе ВУК (при работе выпрямителя в режиме стабилизации напряжения) или на выходе выпрямительного мостика Д₁₀, подключенного ко вторичной обмотке трансформатора тока ТрТ₄ (при работе в режиме стабилизации тока).

Для уменьшения подмагничивающей силы обмотки ГОП и расширения пределов регулирования в управляющем дросселе введена дополнительная обмотка смещения ОС, обеспечивающая подмагничивание сердечника даже при токе в ГОП, равном нулю. Обмотка получает питание от отдельных обмоток силового трансформатора СТр через выпрямительный мост Д₄. С этого же моста подается питание на усилитель постоянного тока. Чтобы получить на выходе ВУК напряжение постоянного тока, пульсация которого удовлетворяла бы требованиям ГОСТ 5237—69, применяется двухзвенный LC-фильтр (дроссели ДрФ₁ и ДрФ₂, конденсаторы C₁ и С₂).

Выпрямительные устройства ВУК рассчитаны на подключение к сети трехфазного переменного тока напряжением 380 или 220 В. Допустимые колебания напряжения и частоты питающей сети такие же, как и для выпрямительных устройств тина ВУ соответствующего назначения. Ручное отключение и включение ВУК к сети и нагрузке осуществляются ремонтным разъединителем Р_р, а автоматическое включение и выключение со стороны переменного тока — трехфазным контактором Р_т, со стороны постоянного тока — контактором Р_п.

Выпрямительные устройства серии ВУК обеспечивают:

—автоматическую стабилизацию выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя с точностью не хуже ±2%;

—автоматическую стабилизацию выпрямленного тока с точностью не хуже 5—10% от заданной величины;

—автоматическую защиту выпрямителя от перегрузок и перенапряжений;

—автоматическое включение выпрямителя при восстановлении напряжения в сети (после аварийного отключения) в режиме стабилизации тока с последующим автоматическим переходом в режим стабилизации напряжения при повышении напряжения на батарее до заданной величины;

— параллельную работу до трех выпрямителей на общую нагрузку в режиме стабилизации напряжения и до четырех — в режиме стабилизации тока. Причем выпрямительные устройства на напряжение 60, 140 м 220 В (мощностью 4 кВт и более), питающие нагрузки с резко меняющимся трафиком, на параллельную работу подключаются автоматически. Выпрямительные устройства на напряжение 24 В, питающие цепи, характеризующиеся постоянной нагрузкой, на параллельную работу подключаются вручную. Ток нагрузки между, параллельно работающими ВУК распределяется с точностью 20% от максимального тока одного ВУК. Допускается параллельная работа четырех однотипных ВУК на напряжение 24 В в режиме стабилизации напряжения; при этом равномерное деление нагрузки не нормируется;

—автоматическое включение следующего ВУК на параллельную работу при достижении 90—100% максимальной нагрузки на каждом работающем выпрямителе;

—автоматическое отключение в последовательности, обратной включению, при сбросе нагрузки до 30—35% на каждом работающем выпрямителе;

—автоматическое подключение резервного выпрямителя в режиме стабилизации тока для заряда и подзаряда батареи и отключение этого выпрямителя при достижении на батарее заданного напряжения;

—автоматическое включение резервного выпрямителя при выходе из строя любого рабочего ВУК вследствие неисправности последнего;

—ограничение выходного тока выпрямителя при работе в режиме стабилизации напряжения путем перевода его в режим стабилизации тока;

—дистанционное включение и выключение выпрямителя;

—оптическую сигнализацию на самом ВУК о ненормальностях в его работе и выведение оптической и акустической сигнализации на отдельное или общественное табло. Буферные ВУК на напряжение 60 и 140 В допускается использовать в режиме стабилизации тока (заряд батарей) с повышением выходного напряжения соответственно до 74 и 155 В. При этом ток нагрузки может снижаться до 60—80% от максимального значения.

Средний КПД зарядно-буферных ВУК — 0,71—0,75; буферных ВУК — 0,8—0,82; cosφ ВУК — 0,68—0,72. Выпрямительные устройства ВУК конструктивно оформлены так же, как и ВУ в виде шкафа, и могут устанавливаться или вплотную к стене, или задними сторонами друг к другу, или в одном ряду с другим оборудованием ЭПУ, установленным не у стен помещения. Обслуживание ВУК осуществляется с лицевой стороны шкафа.

Высота ВУК — 2250 мм, глубина — 700 мм (кроме ВУК-67/600, у которого она составляет 800 мм). Ширина колеблется от 450 мм до 1200 мм. Выпрямительное устройство типа ВУК-67/600 на выходную мощность 40 кВт конструктивно выполнено в виде двух шкафов и имеет ширину 1800 мм. В одном шкафу размещаются силовой трансформатор, вентили и дроссели насыщения, а также вентилятор для принудительного охлаждения Ч, во втором — стабилизатор, фильтр и устройство управления и сигнализации. Разделение ВУК-67/600 конструктивно на два шкафа вызвано большими габаритами силового трансформатора и дросселей и необходимостью охлаждения элементов силового тракта выпрямителя.