РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР СГЛАЖИВАЮЩЕГО РЕАКТОРА

4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР СГЛАЖИВАЮЩЕГО РЕАКТОРА

При расчёте индуктивности сглаживающего реактора исходят из допустимого уровня пульсаций выпрямленного тока при установившейся нагрузке и номинальном напряжении на двигателе.

Первая гармоника пульсаций имеет максимальную величину и хуже всего фильтруется, поэтому остальные гармоники не рассматриваются. Амплитуда первой гармоники пульсаций при заданном номинальном напряжении на двигателе U_Н определяется углом управления α, который можно определить, преобразовав уравнение внешней характеристики. Вместо r_т подставим половинное значение, так как два тиристора объединены параллельно.

,(40)

Где U_domax– выпрямленное напряжение при максимальном напряжении сети;

U_{do max} = 2,34 ^. К_{с max}^. U_2H, (41)

U_domax = 2,34 ^. 1,1 ^. 118,4 = 305 В.

,

следовательно α = 40 град. эл.

Амплитудное значение первой гармоники выпрямленного напряжения:

,(42)

где m – пульсность; для трёхфазной мостовой схемы m = 6.

Необходимая индуктивность цепи выпрямленного тока L_d может быть определена по напряжению U_dm(1) и заданному коэффициенту пульсаций q:

(43)

Так как L_d > L_я , то необходима установка реактора с индуктивностью:

L > L_d – L_я . (44)

Расчетная индуктивность сглаживающего реактора:

L = 12,2^.10^-3 – 3,9^.10^-3 = 8,3^.10^-3 Гн.

Номинальный ток реактора I_LH должен быть больше тока I_У.

Выбираем реактор СРОС-200/0,5 на номинальный ток I_LH = 800А с индуктивностью L_L = 15 мГн и активным сопротивлением обмотки r_L = 20 мОм [1].

Допустимый ток реактора в течении 10 с при перегрузке 150%:

I_{п доп} = 2,5 ^. L_LH , (45)

I_{п доп} = 2,5 ^. 200 = 500 А.

Реактор выдержит перегрузку, так как ток перегрузки двигателя I_П меньше по величине и по длительности (346,5 А < 500 А, 2 с < 10 c).

Общая индуктивность в цепи выпрямленного тока:

L_d = L_я + L_L , (46)

L_d = 3,9^.10^-3 + 15^.10^-3 = 18,9 мГн.

Индуктивное сопротивление:

x_d = ω ^. L_d , (47)

x_d = 314 ^. 18,9^.10^-3 = 5,9 Ом.

Напряжение на двигателе при минимальном напряжении сети и токе I_У:

,(48)

Напряжение U > U_H (232,6 В > 220 В), следовательно, выпрямитель обеспечивает заданный режим.

5. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНИХ, РЕГУЛИРОВОЧНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

На основе математического описания [1] разработана программа расчёта внешних, регулировочных, энергетических и ограничительных характеристик преобразователя, с помощью которой построены характеристики на ЭЦВМ. Также строятся внешняя и ограничительная характеристики, рассчитанные приближенным методом при пренебрежении активными сопротивлениями. Для напряжения U_З, равного 220 В, расчетом с помощью ЭЦВМ определен угол α = 40 град. эл. Для этого угла произведен расчёт.

Напряжение на холостом ходу в прерывистом режиме:

(49)

Где ;

n_г – число групп вентилей; для трёхфазной мостовой схемы n_г = 2.

Напряжение на холостом ходу в идеальном выпрямителе в непрерывном режиме:

(50)

Тогда граничный ток определяется формулой:

(51)

Где X_Σ = n_г^.X_a + X_d – суммарное индуктивное сопротивление в цепи преобразователя.

Уравнение внешней характеристики в непрерывном режиме:

(52)

Тогда при I_d = I_{d гр} = 2,66 А,

при I_d = I_У = 68 А,

По двум точкам строим внешние характеристики в прерывистом и непрерывном режиме.

Уравнение ограничительной характеристики:

(53)

Где δ_min – минимально допустимый угол выключения; принимаем δ_min = 15^°.

Тогда при I_d = 0,

при I_d = I_У = 68 А,

Характеристики построенные приближенным методом практически совпадают с характеристиками, полученными с помощью ЭЦВМ. Можно сделать вывод, что приближенный метод пригоден для расчёта и активное сопротивление мало влияет на вид внешних характеристик.