Расчет и выбор элементов реверсивного тиристорного преобразователя (стр. 2 из 3)

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Линейное напряжение на вторичной обмотке силового трансформатора

(3.1)

Фазное напряжение на вторичной обмотке СТ:

(3.2)

Действующее значение тока вторичной обмотки СТ:

(3.3)

Действующее значение тока первичной обмотки:

(3.4)

Исходя из каталожных данных по каталогу выбираем СТ с двумя вторичными обмотками. При этом выбирается СТ с равной, либо ближайшей большей мощностью:

– для СТ с двумя вторичными обмотками (трехобмоточный трансформатор) выбираем трансформатор с мощностью:

(3.5)

где

При выборе трансформатора нужно выполнить проверку его по току и напряжению, т.е. необходимо соблюдение следующих условий:

(3.6)

Если допустимое значение действующего тока вторичной обмотки в каталоге не указано, то его можно рассчитать по формуле:

(3.7)

Из таблицы 4.1 методических указаний к выполнению курсового проекта [1] выписываем следующие данные выбранного силового трансформатора типа ТМ - 400/10:

P_Н.ТР =400 кВт – номинальная мощность;

= U_1.ТР =10 кВт – напряжение питающей сети;

U_К% =4,5% – напряжение короткого замыкания;

DP_КЗ =5,7 кВт – мощность потерь короткого замыкания;

DP_ХХ =0,96 кВт – мощность потерь холостого хода;

I_ХХ% =2,55% – ток холостого хода;

U_2Л.ТР =690 В – вторичное линейное напряжение;

I_2.ТР =334,696 А – действующее значение тока вторичной обмотки.

После выбора обязательно необходимо пересчитать значение максимальной выпрямленной ЭДС:

(3.8)

4. ВЫБОР ТИРИСТОРОВ

Тиристор выбираем по протекающему через него току, условиям охлаждения вентилей и максимальному обратному напряжению.

Среднее значение тока, который протекает через тиристор со стандартным радиатором при номинальной нагрузке и принудительном охлаждении:

(4.1)

По величине I_В.СР из каталога выбираем тиристор. В паспорте на тиристор указывается, какой ток он пропускает при принудительном воздушном охлаждении с максимальной скоростью воздушного потока 10 или 15 м/с и указывается классификационное падение напряжения на тиристоре при этом токе U_КЛ.

Если ток через тиристор при естественном воздушном охлаждении не указан, то необходимо руководствоваться тем, что при применении типовых семиреберных охладителей из алюминиевых сплавов тиристоры можно нагружать током не более 35% от паспортной величины.

Максимальное обратное напряжение на тиристоре:

(4.2)

где К_ЗАП = 1,25…2 – коэффициент запаса в зависимости от необходимой степени надежности электропривода.

К_UОБР = 1.045 — коэффициент обратного напряжения.

Тиристор выбираем исходя из условий:

(4.3)

где U_ПОВТ – каталожная величина повторяющегося напряжения.

Из таблицы 4.2 методических указаний к выполнению курсового проекта [1] выписываем следующие данные выбранного тиристора типа Т15-125:

I_В.ДОП = 125 А - максимальный средний ток;

U_КЛ = 2,05 В – напряжение в открытом состоянии;

U_ПОВТ = 1800 В – повторяющееся напряжение;

r_Д = 1,5 мОм – динамическое сопротивление;

5. ВЫБОР СГЛАЖИВАЮЩЕГО И УРАВНИТЕЛЬНОГО РЕАКТОРА

Сглаживающий реактор, включаемый последовательно с якорем двигателя необходим для:

1) Обеспечения непрерывного тока якоря двигателя в определенном диапазоне нагрузок и частот вращения его;

2) Ограничение амплитуды переменной составляющей тока якоря двигателя до допустимой величины.

Для обеспечения непрерывного тока при минимальной нагрузке РТП и угле регулирования a_МАКС, а также если выбран один СТ с двумя вторичными обмотками, то индуктивность сглаживающего реактора можно определить по формуле:

(5.1)

где

- круговая частота 1-ой гармоники выпрямленного напряжения;

f = 50 Гц;

m = 6.

Для большинства систем современных вентильных электроприводов уравнительные реакторы (УР) выбираются таким образом, что при I_d³ 1,5I_УР (где I_УР составляет около 0,1I_Н) они насыщаются. Поэтому L_УР в вышеприведенных формулах можно не учитывать

Рассчитаем слагаемые входящие в формулу (5.1) для расчета

:

Расчёт индуктивности якоря двигателя по эмпирической формуле:

(5.2)

где k = 5…6 – для компенсированных машин.

Относительная величина эффективного значения первой гармоники выпрямленного напряжения e_n определяется по величине максимального угла регулирования a_МАКС, соответствующего минимальной рабочей скорости электродвигателя:

(5.3)

Рассчитаем слагаемые входящие в формулу (5.3) для расчета a_МАКС:

Коэффициент пропорциональности между скоростью и э.д.с.:

(5.4)

где

— сопротивление якорной цепи двигателя, для машин серии П.

Таким образом:

Полагаем, что требуемый диапазон регулирования скорости равным D_Р = 30, тогда минимальная скорость:

(5.5)

Суммарное сопротивление якорной (выходной) цепи системы ТП-Д:

(5.6)

где

— коммутационное сопротивление

(5.7)

- сопротивление сглаживающего и уравнительного реактора

(5.8)

Полученные значения подставим в формулу (5.3) получим:

Зная, a_МАКС величину e_n определяем по графику

(1, стр. 56) определяем:

Относительная величина эффективного значения 1-ой гармоники выпрямленного тока i_В в зависимости от мощности электропривода находится в пределах:

Рассчитав все значения входящие в формулу (5.1) можно рассчитать

:

6. ВЫБОР УРАНИТЕЛЬНЫХ РЕАКТОРОВ

Необходимая индуктивность двух насыщающихся уравнительных реакторов рассчитывается по формуле:

(6.1)

где

- фазное вторичное напряжение трансформатора;

;

— действующее значение статического уравнительного тока;

–коэффициент, зависящий от диапазона регулирования выходного напряжения ТП.

L_ТР — индуктивность фазы трансформатора.

Угол a меняется a = 0…a_МАКС < 90°, то К_ЭФ следует определить по величине a_МАКС на рис.2.2 методических указаний к выполнению домашнего задания №1 [2].

Таким образом, получаем:

В реверсивном ТП используется как правило, два уравнительных реактора, один из которых насыщается при протекании тока нагрузки, а второй ограничивает уравнительный ток. В этом случае берут два одинаковых уравнительных реактора, индуктивность каждого из которых в ненасыщенном состоянии больше или равна расчетной. Номинальный ток выбранного реактора I_УР.Н ³I_Н, а уравнительный ток должен быть примерно равен расчетному значению I_УР