Принципы расчета выпрямителя для электропривода постоянного тока (стр. 2 из 2)

U1ф=

Таким образом, типовая мощность трансформатора:

Sт=S1=S2=6,8 МВА

По типовой мощности Sт, значение которой округляется до сотен, выбирается стандартный трансформатор.

Таблица 2.1. Паспортные данные трансформатора ТДП – 10000/10У2

Исполнение	Сетевая обмотка		Вентильная обмотка		Преобразователь		Потери, Вт		Напряжение КЗ, В	Ток Холл хода, %
	Мощность кВА	Напряжение, кВ	НапряжениеВ	Ток, А	Напряжение, В	Ток, А	ХХ	КЗ
3	10130	10	869	6530	1050	8000	13500	63330	7.7	0.8

3. Выбор тиристоров

3.1 Выбор класса тиристоров по напряжению

Тиристоры выбираются по напряжению с учетом рекомендуемого рабочего напряжения схемы выпрямителя U2ф, возможного повторяющегося перенапряжения Uн и возможного неповторяющегося (случайного) перенапряжения Uн. Необходимый класс тиристора по напряжению может быть выбран на основании соотношения

(3.1)

где:

Кпн, Кнн - коэффициенты, учитывающие повторяющиеся Uп и кратковременные неповторяющиеся перенапряжения Uн на тиристорах; Кпн=1.25; Кнн=1.5

Uкл=1.25·1.5·

Класс тиристора Ктир выбирается из условия, что

Ктир=17

Таблица 3.1. Параметры тиристора Т253-1250

U0, B	Rд, мОм	Iобр, мА	Iа, А	Wтир, А2с·103	Iудт, кА	Rтв, ºС/Вт
0.95	0.2	50	2480	3920	28	0.02

3.2 Расчет числа последовательно включенных тиристоров

Определим допустимые Uп и Uн тиристора как:

Uп=100Ктир=100·17=1700

Uн=111Ктир =111·21=1887

Число последовательно включенных тиристоров по повторяющемуся напряжению находим из выражения:

(3.2)

где:

Кпд – коэффициент неравномерного распределения напряжений между последовательно включенными тиристорами, Кпд=1.15;

S0 – число, округляющее расчет до целого.

Число последовательно включенных тиристоров по неповторяющемуся напряжению находят из соотношения:

Окончательно принимаем число последовательно включенных тиристоров Sтир=1.

3.3 Расчет числа параллельно включенных тиристоров

Число параллельно включенных тиристоров зависит от максимального среднего значения тока, проходящего через вентильное плечо ПГ выпрямителя, вычисляемое по формуле:

(3.4)

Реальный предельный ток для выбрнного типа тиристора рассчитывается по формуле, включающей параметры вольтамперной характеристики, условий охлаждения и формы реального тока:

где

пороговое напряжение;

динамическое сопротивление;

общее установившееся тепловое сопротивление системы (тиристор-среда) при типовом охладителе;

коэффициент формы тока;

– допустимое превышение максимально допустимой температуры тиристора над температурой окружающей среды:

Так как , то необходимо применять параллельное включение тиристоров. В этом случае их следует выбирать с таким расчетом, чтобы при выходе из строя одного из параллельно включенных тиристоров, выпрямитель мог завершить работу с последующей заменой поврежденного тиристора. Число параллельно включенных тиристоров рассчитывается по формуле:

(3.5)

где

– коэффициент, учитывающий неравномерное деление тока между параллельно включенными тиристорами,

Проверяют число параллельно включенных тиристоров по ударному току для наиболее тяжелого режима – внутреннего КЗ, возникающего при пробое тиристора в момент окончания коммутации. При этом не должно происходить выгорание тиристоров, подпитывающих контур КЗ. Для расчета теплового эквивалента тока КЗ можно сделать допущение о наличии быстродействующей «сеточной» защиты, блокирующей управляющие импульсы тиристоров. В этом случае в контуре КЗ протекает единичный импульс тока, амплитуды и тепловой эквивалент которого могут быть рассчитаны. Определяем параметры контура КЗ по данным трансформатора:

где

- приведенный коэффициент второй обмотке сопротивления КЗ;

- номинальный ток вторичной обмотки;

Активное сопротивление обмотки трансформатора может быть найдено исходя из мощности потерь КЗ:

Где

- мощность потерь КЗ трансформатора;

- число вторичных фаз трансформатора, =3

Индуктивная составляющая сопротивления обмотки трансформатора равна:

Тогда базисный ток определяется по формуле:

где

предельно действующее напряжение на вторичной обмотке трансформатора при максимально допустимом напряжении питающей сети:

Соотношение между базисным током и ударным током КЗ, а также репловым эквивалентом тока КЗ зависит от реактивности контура КЗ:

где

ω – круговая частота напряжения питающей сети;

- индуктивность рассеивания вторичной обмотки трансформатора;

Амплитуда ударного тока КЗ будет определяться из соотношения:

где

коэффициент, зависящий от соотношения

и определяемый на основании графика 3.1.

График 3.1. Зависимость коэффициента Куд от параметра

.

Таким образом, исходя из графика,

Тепловой эквивалент тока КЗ определяется по формуле:

где

коэффициент, зависящий от соотношения и определяемый на основании графика 3.2.

График 3.2. Зависимость теплового эквивалента

от параметра .

Таким образом, исходя из графика

=7

Полученное значение теплового эквивалента не должно превышать защитный показатель принимаемых тиристоров Wтир, т.е.:

Wтир≥i2t

3920∙103≥3046∙103

Число параллельно включенных тиристоров по ударному току проверяется из соотношения:

(3.7)

Увеличение в

раз в формуле (3.7) обусловлено тем, что в контуре КЗ при внутреннем КЗ действует линейное напряжение двух фаз вторичных обмоток трансформатора.

Окончательное число параллельно включенных тиристоров в плечах выпрямителя принимаем по большему значению, вычисленному по формулам (3.5) и (3.7) , т.е. Nn=20.

3.4 Расчет количества тиристоров в выпрямителе

Расчет количества тиристоров в выпрямителе определяется по формуле:

NΣ

где

- количество ПГ в выпрямителе,