Расчет и краткое описание тиристорах в электроприводе (стр. 2 из 4)
где Кз = 1,1 – коэффициент запаса, учитывающий возможность уменьшения напряжения в сети на 10%, согласно ГОСТ 13109-69;
Uя.н. = 220 В – номинальное напряжение якоря двигателя постоянного тока;
D Uд.р. = Rя (Iя.м. – Iя.н.) = 0.037∙ ( 222.048 – 8.819 ) = 4.925 В –
напряжение динамического резерва;
= 
–коммутационное падение напряжения;
DUс.д. » 0,01Uя.н. = 0,01∙ 220 = 2.2 В –
падение напряжения на сглаживающем дросселе;
DUТ » 0,02Uя.м..= 0,02 ∙ 220 = 4.4 В –
падение напряжения на активном сопротивлении обмоток согласующего трансформатора;
= 
–среднее падение напряжения на тиристорах в контуре тока нагрузки.
Где: Rя = 0,072 Ом – активное сопротивление якорной цепи двигателя;
Iя.н. – номинальный ток якоря
h = 0,87– КДП двигателя;
Iя.м.– максимально допустимый ток якоря
Iя.м. = Iя.н. ∙ Кi = 88.819∙ 2,5 = 222.048 А
DUК % = 6 % – напряжение короткого замыкания трансформатора;
U0 » 1,45 В – пороговое напряжение тиристора;
rд – динамическое сопротивление тиристора;
n = 2– число тиристоров в контуре тока нагрузки;
А = 0,5– коэффициент, зависящий от схемы выпрямителя
Требуемая величина действующего значения напряжения во вторичной обмотке согласующего трансформатора:
где К ПU = 2,34 – коэффициент преобразования схемы выпрямления по напряжению.
Расчетная типовая мощность трансформатора
ST = К ТТ Р Н + 1,35 Ров
где К ТТ = 1,05 – коэффициент завышения расчетной мощности трансформатора;
Р Н – номинальная мощность двигателя;
Ров – мощность, потребляемая обмоткой возбуждения.
Ров = (0,03 ¸ 0,05 ) Р Н = 0,04 ∙ 17∙103 = 680 Вт
ST = 1,05 ∙ 17∙103 + 1,35 ∙ 680 = 18768 Вт
Выбор силового согласующего трансформатора осуществляется по справочнику, исходя из условия: 
SH ≥ STU2 ≥ U’2
где SH и U2 – классификационные (паспортные) значения номинальной мощности и фазного действующего напряжения во вторичной обмотке.
Таблица 1.1 Параметры выбранного трансформатора
| Тип трансформатора | Номинальная мощность SH , кВт | Напряжение обмотки | Мощность потерь к. з. DРк.з. , Вт | Напряжение к.з. UK % | Схема соединения обмоток | |
| U1 , B | U2 , B | |||||
| ТС – 19 | 19 | 220/380 | 104 | 210 | 8 |  |
1.2 Выбор силовых тиристоров
Максимальный средний ток тиристора:
Iм..с. = Ki Kв Iя.н. = 2,5 ∙ 0,33 ∙ 88.819 = 73.276 А
Где Кi – коэффициент допустимой перегрузки двигателя по току;
Кв – коэффициент среднего тока вентиля в схеме выпрямления.
Максимальное обратное напряжение на тиристоре:
Uм.обр. = Кзu ∙ U2м = 1.2 ∙ 254.747 = 305.696 В
Где U2м – амплитудное значение напряжения во вторичной обмотке трансформатора
Кзu = 1,2 – коэффициент запаса.
Предварительный выбор тиристоров осуществляется по справочнику, исходя из условия:
In ≥ Iм.сUn ≥ Uм.обр.
где In – классификационное значение предельно допустимого среднего тока тиристора;
Un – классификационное значение повторяющегося напряжения.
Таблица 1.2 Параметры выбранного тиристора
| Тип тиристора | Предельный средний ток In , А | Класс тиристора | Пороговое напряжение U0 , В | Динамическое сопротивление rд , Ом |
| Т142-80 | 80 | 4 | 1,75 | 4,7 ∙ 10-3 |
Допустимая мощность потерь тепловыделения в тиристоре при условии его работы в классификационной схеме:
DРкл. = U0 In + (Kф.кл. In)2 rд = 1,75 ∙ 80 + (1,57 ∙ 80)2 ∙ 4,7 ∙ 10-3 = 214,144 Вт
где Кф.кл. = 1,57 – коэффициент формы тока тиристора для классификационной схемы выпрямления;
Мощность потерь тепловыделения в тиристоре при работе в реальной схеме выпрямления:
DРт = U0 Iм.с. + (Kф.i Iм.с)2 rд = 1,75 ∙ 73,276 + (1,73 ∙ 73,276)2 ∙ 4,7 ∙ 10-3 = 203,762 Вт
где Kф.i = 1,73 – коэффициент формы тока тиристора.
Проверка тиристора по условию допустимого нагрева осуществляется на основании сравнения величин DРкл. и DРт :
DРкл ≥ DРт
Тиристор отвечает условию проверки.
1.3 Выбор сглаживающего реактора в якорной цепи двигателя
Согласно заданию, индуктивность дросселя выбирается такой, чтобы относительная глубина пульсации выпрямленного тока не превышала Di*d1 ≤ 0,01.
Необходимая величина индуктивности сглаживающего дросселя:
= 
Где
– коэффициент пульсации выпрямленного напряжения;Udo = KПU ∙ U2 = 2,34 ∙ 104 = 243,36 B –
максимальное выпрямленное напряжение;
Di*d1 = 0,01 –
заданное значение относительной глубины пульсации тока;
wс = 314 с-1 – круговая частота сетевого напряжения;
Kcx = 2 – схемный коэффициент, равный числу обмоток трансформатора в контуре тока нагрузки;
LТР – приведенная индуктивность фазы трансформатора;
= 
1.4 Выбор сглаживающего дросселя
Выбор сглаживающего дросселя осуществляется по справочнику, исходя из условия:
Lс.д. ≥ LdIc.д. ≥ Iя.н.
Где Lс.д. и Iс.д. – классификационные параметры дросселя.
Таблица 1.3 Параметры выбранного дросселя
| Тип реактора | Номинальный ток Iс.д. , А | Индуктивность Lс.д. , Гн |
| СРОС - 160/6 | 75 | 0,08 |
1.5 Выбор защитных “RC” цепочек
Для защиты от коммутационных перенапряжений каждый силовой тиристор шунтируется “RC” цепочкой.
Ёмкость защитной “RC” цепочки определяется по формуле:
= 
где Iуд = 160 А – допустимое значение импульса ударного тока тиристора;
Iм.обр. – амплитудное значение обратного тока, протекающего через тиристор в момент его закрытия;
где tв – время выключения тиристора;
Сопротивление резистора:
Выбираем неполярный конденсатор с бумажным диэлектриком или металлобумажным диэлектриком (БМ, МБГО, МБГЧ и др.) по справочнику исходя из условия:
Сн » СUн ≥ Uм.обр.
где Сн и Uн – классификационные параметры выбранного конденсатора
Таблица 1.4 Параметры выбранного конденсатора
| Тип конденсатора | Номинальная ёмкость Сн , Ф | Номинальное напряжение Uн , В |
| КБП | 1,4 ∙ 10-6 | 350 |
В качестве резисторов выбираем резисторы постоянного сопротивления, например проволочного типа ПЭВ исходя из условия:
Rм ≥ RUр.м. ≥ Uм.обр.
РR ≥ P
где Rм , Uр.м. и РR – максимальное паспортное сопротивление, мощность и наибольшее рабочее напряжение резистора, указанные в каталоге.
Таблица 1.5 Параметры выбранного резистора
| Тип резистора | Максимальное сопротивление Rм , Ом | Мощность Р, Вт | Наибольшее рабочее напряжение Uр.м. , В |
| ПЭВ-50 | 22 | 50 | 600 |
II. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
2.1 Регулировочные характеристики СИФУ, ВП, СИФУ–ВП