В результаті перетворення змінної напруг живлячої мережі на виході
випрямляча тягової підстанції діє напруга середнє значення якої визначається для з’єднання вторинної обмотки силового трансформатора «зіркою»:
,
де 
–ефективне значення фазної напруги вторинної обмотки трансформатора; т - пульсність випрямляча.
Середнє значення якої визначається для з’єднання вторинної обмотки силового трансформатора «трикутником»:
Внаслідок дискретного характеру перетворення напруги живлячої мережі вихідна напруга випрямляча в своєму складі має пульсації. Симетричний випрямляч, що живиться від не симетричної системи Е.Р.С. генерує в навантаження канонічні гармоніки.Частоти цих гармонік зв’язані з частотою Е.Р.С. живлячої мережі і визначається як
Середнє значення випрямленої напруги 12-типульсного випрямляча визначається наступним чином:
Розрахуємо амплітуду k-ї гармонікипульсацій випрямляча тягової підстанції для 6-пульсного випрямляча при з’єднанні вторинної обмотки силового трансформатора «зіркою»:
де q – порядковий номер гармоніки, q=1,2,3…15.
Для наступних гармонік розрахунок проводимо аналогічно, а результати заносимо до таблиці 3.
Розрахуємо амплітуду k-ї гармонікипульсацій випрямляча тягової підстанції для 6-пульсного випрямляча при з’єднанні вторинної обмотки силового трансформатора «трикутником»:
Результати подальшого розрахунку заносимо до таблиці 3.
Розрахуємо амплітуду k-ї гармонікипульсацій випрямляча тягової підстанції для 12-пульсного випрямляча:
Результати подальшого розрахунку заносимо до таблиці 3.
| k | |||||||||||||||
| Uq(m)Y, m=6 | 93,57 | 22,90 | 10,14 | 5,70 | 3,64 | 2,53 | 1,86 | 1,42 | 1,12 | 0,91 | 0,75 | 0,63 | 0,54 | 0,46 | 0,40 |
| Uq(m)∆, m=6 | 54,02 | 13,22 | 5,85 | 3,29 | 2,10 | 1,46 | 1,07 | 0,82 | 0,65 | 0,53 | 0,43 | 0,36 | 0,31 | 0,27 | 0,23 |
| Uq(m), m=12 | 18,06 | 4,49 | 1,99 | 1,12 | 0,72 | 0,50 | 0,37 | 0,28 | 0,22 | 0,18 | 0,15 | 0,12 | 0,11 | 0,09 | 0,08 |
Таблиця 3 – Розрахункові значення амплітуди вихідної напруги випрямлячів
Для наглядності проведених розрахунків побудуємо графік залежності U(q)= f (q),який зображено на рисунку 3.
Рисунок 3 – Графік залежності амплітуди гармоніки пульсації випрямляча тягової підстанції
Розрахуємо коефіцієнти пульсації для q-ї гармоніки всіх видів випрямлячів, розглянутих в даній розрахунковій роботі, за формулою:
Для прикладу розрахуємо коефіцієнт пульсації 1 гармоніки 6-пульсного випрямляча із з’єднанням вторинної обмотки силового трансформатора «зіркою», а наступні розрахунки зведемо до таблиці 4:
Таблиця 4 – Розрахункові значення коефіцієнта пульсації
| k | ||||||||
 Y, m=6
| 0,05714 | 0,01399 | 0,00619 | 0,00348 | 0,00222 | 0,00154 | 0,00113 | 0,00087 |
| ∆, m=6
| 0,05714 | 0,01399 | 0,00619 | 0,00348 | 0,00222 | 0,00154 | 0,00113 | 0,00087 |
| , m=12
| 0,01399 | 0,00348 | 0,00154 | 0,00087 | 0,00056 | 0,00039 | 0,00028 | 0,00022 |
Продовження таблиці 4
| k | |||||||
| Y, m=6
| 0,00069 | 0,00056 | 0,00046 | 0,00039 | 0,00033 | 0,00028 | 0,00025 |
| ∆, m=6
| 0,00069 | 0,00056 | 0,00046 | 0,00039 | 0,00033 | 0,00028 | 0,00025 |
| , m=12
| 0,00017 | 0,00014 | 0,00011 | 0,00010 | 0,00008 | 0,00007 | 0,00006 |
В даній розрахунково-графічній роботі була побудована модель 12-типульсного випрямляча с врівноважуючим реактором в системі MATLAB Simulink, для більш детального вивчення процесів, які відбуваються під час перетворення єнергії. Дана модель представлена на рис. 4.
В результаті моделювання були отримані осцилограми вихідної напруги трансформатора(рис.5), напруги на випрямлячі під навантаженням (рис. 6), а також вихідного струму навантаження (рис. 7), які наведені нижче.
Рисунок 4 – модель 12-ти пульсного випрямляча MATLAB Simulink
Рисунок 5 – Осцилограма вихідної напруги фази Ua трансформатора для з’єднання вторинної обмотки (зірка,трикутник)
Рисунок 6 – Осцилограма вихідної напруги випрямляча
Рисунок 7 – Осцилограма вихідного струму випрямляча
ВИСНОВКИ
В даній розрахунково-графічній роботі була досліджено схеми випрямлячів 6 та 12 пульсності. Проведений розрахунок пульсації обох схем.З отриманих даних слідує що 12 пульсна схема випрямляча краща для використання на тягових підстанціях міського електричного транспорту.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость.- М.: УМК МПС. 2002.-638с.
2. Двенадцатипульсовые выпрямители тяговых подстанций Под редакцией М.Г. Шалимова.-М.: Транспорт,-1990,- 127с.
3. Руденко FCC., Сенько В.К., Чиженко И.М. Преобразозательная техника.- Киев: Вища школа.-1978.-424с.
