Тиристорный преобразователь постоянного тока (стр. 2 из 6)

K₁ – коэффициент перегрузки двигателя по току (K₁ = I_dmax /I_dn =370/123=3);

I_dmax– максимальный ток электродвигателя;

R_S - суммарное активное сопротивление цепи выпрямленного тока(обмотка силового трансформатора, реакторов, полное сопротивление якорной цепи электродвигателя, динамическое сопротивление тиристоров и т.п.);

R_S=R_ТР+R_dц+R_р+nR_дин

где т – число тиристоров, последовательно обтекаемых током;

R_дин – динамическое сопротивление тиристоров проводящем состоянии (при подстановки этого значения учитывается общее число последовательно соединяемых вентилей в цепи нагрузки в проектируемой схеме преобразователя).

Величина I_dнR_Σна этапе предварительного расчета может быть принято равной (0,1…0,2) U_дн;

I_dн * R_Σ= 0,15*110=16,5

В

В

Величина требуемого фазного напряжения на вторичной стороне силового трансформатора для мостовых схем ТП определяется соотношением:

В

Расчетная мощность трансформатора определяется по формуле

Где K_n – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления K_n=1,045

S=1.045*151.15*123=19428.06=20кВа

В соответствии с расчетными значениями S=20кВа и U_2ф=65В, выбираем трансформатор серии ТСП 25/0,7

Номинальные данные трансформатора ТСП 25/0,7

S_ном = 29кВа ∆Р_к,з = 1300Вт

U_л = 380В ∆Р_х,х = 170Вт

U_2ф = 75В e_кз% = 5,4%

I_2ф = 128,9А I_xx = 6.3A

Определим линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора

В

Определим максимальное значение выпрямленной ЭДС Уd0 для трехфазной мостовой схемы выпрямления при l=0

В

Найдем полное сопротивление фазы трансформатора, приведенное на вторичной обмотке:

I_2Л – линейный ток вторичной обмотки

Активное сопротивление фазы трансформатора

Индуктивное сопротивление фазы трансформатора

Индуктивность фазы трансформатора, Гн

Где f_c – частота питающей сети, F_c=50Гц

1.2.Расчет индуктивности и выбор токоограничивающего реактора.

Так как в схеме отсутствуют токоограничивающие реакторы, то их выбор не производят.

1.3.Выбор силовых тиристоров.

Выбор тиристора по напряжению и его класс осуществляются на основании следующей расчетной формулы:

Где К_дн – коэффициент равномерности деления напряжения по последовательно соединенным тиристорам (при N=1, К_дн =1, при N>2, К_дн=0.8); К_дн=0.8

N- число последовательно соединненых тиристоров в схеме эквивалентного вентиля; N=2

Ψ_nw – коэффициент нагрузки, значение Ψ_nw предварительно принимается Ψ=0,5-0,6 затем проверяется после выбора тиристора,

Где U_WM – наибольшее рабочее напряжение на тиристоре для данной схемы;

U_2Л, U_2Ф – соответственно линейное и фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора;

Расчетное значение U_{обр.мах} округляется до сотен, полученное число делится на 100 вольт, результат деления это класс тиристора.

Выбираем тиристор Т2-320-3

I_{ос,ср мах} = 320А

T_к = 85°С

U_об.мах = 300В

1.4.Выбор реакторов для ограничения уравнительных токов при согласованном управлении преобразовательными группами.

Требуемая индуктивность уравнительного реактора, исходя из задонного допустимого значения уравнительного тока может быть определена из соотношения:

Где U_2М =U_2Ф.М – амплитуда фазного напряжения для трехфазной встречно-паралельной схеме, для трехфазной и шестифазной нулевой перекрестной схемы:

U_2М =U_2Л.М – амплитудалинейного напряжения для трехфазноймостовой перекрестной схемы:

I_ур – действующее значение уравнительного тока в большинстве случаев его можно принять равным 10% от номинального тока электродвигателя:

К_д – коэффициент действующего значения I_ур, определяемый видом преобразователя и диапозоном изменения угла регулирования α.

Величина К_д определяется на основании кривых (рис 2.8) в методическом пособияи.

I_ур = 10% I_dн = 12,3А

U_2М = 75В

W_С = 2πf_С = 2*3,14*50 = 314

К_д = 0,38

Выбираем реактор ФРОС 250/0,5

I_н = 250A

L = 6.5Гн

R = 0,018 Ом

1.5.Расчет индуктивности и выбор сглаживающего дросселя.

Величина индуктивности дросселя зависит от его назначения, силовой схемы преобразователя, расположения дросселей в схеме.

Сглаживающий дроссель (СД) включается последовательно с якорем двигателя, и его индуктивность выбирается из следующих условий.

а) сглаживание пульсаций выпрямительного тока до требуемой величины обеспечивающей удовлетворительную коммутацию двигателя;

б) обеспечение непрерывного выпрямленного токапри минимальной нагрузке на валу двигателя (исключая реверсивные преобразования с совместным управлением).

Индуктивность сглаживающего дросселя находится по уравнению:

Где L_кр – критическая индуктивность, обеспечивающая выполнение вышеперечисленных условий, Гн;

L_я – индуктивность якоря двигателя, Гн.

β – эпирический коэффициент, для компенсированных машин β=0,1- 0,25, для некомпенсированных β=0,6;

β=0,6;

р – число пар полюсов;

U_н, I_n, ω_н - номинальное значение напряжений, тока, частоты вращения двигателя;

n_н – номинальная скорость вращения, об/мин

L_Ф – индуктивность питающей фазы трансформатора или сетевого реактора с учетом индуктивности питающей сети.

Критическая индуктивность обеспечивающаявыполнение первого условия находится по уравнению;

Где Е_dm – амплитуда основной гармонической выпрямительной ЭДС.

- амплитуда основной гармонической ЭДС в функции угла α, для реверсивных электроприводов Е_dmобычно определяется при α=90°(наибольшее амплитудное значение);

m – число фаз, m=6

ab– коэффициент схемы; ab=2.

- допустимое действующее значение основной гармоники переменной состовляющей выпрямленного тока, обычно 2-15%, меньшее значение берется для двигателей большой мощности, для которыхусловия коммутации обычно напряженные, для двигателей малой и средней мощности целесообразно увеличить до 8-15%, так как токое увеличение,не сказываясь существенно на коммутации двигателя, снижает габариты сглаживающего дросселя. =12%

Для ликвидации режима прерывистого тока на холостом ходу двигателя I_яхх необходимо обеспечить превышение тока холостого хода двигателя над граничное-непрерывным значением тока I_сгр преобразователя.

Критическая индуктивность, обеспечивающая выполнение второго условия, находится по уравнению: