Напряжение условного холостого хода тиристорного преобразователя находим из выражения
.
Отдельные составляющие правой части уравнения предварительно могут быть приняты следующими:
= U Н = 220 В – среднее значение выпрямленного напряжения;
падение напряжения на активном сопротивлении сглаживающего реактора
,
.
Принимаем равным 2 В.
Среднее значение падения напряжения на тиристоре
,
В,
где - напряжение спрямления
,
В;
- динамическое сопротивление тиристора, определяемое по формуле
,
где UК = 1В – классификационное падение напряжения средней группы,
А,
Ом.
Падение напряжения на активном сопротивлении силового трансформатора рассматриваемой схемы (см. рис. 1)
В.
Падение напряжения на активном сопротивлении уравнительных реакторов, которые устанавливаются в системе при использовании согласованного управления выпрямительной и инверторной группами преобразователя:
В.
где - коммутационное падение напряжения
,
В,
здесь А = 0,5 – коэффициент, определяемый схемой трансформатора и преобразователя;
Uk% = 6 – напряжение короткого замыкания силового трансформатора.
Напряжение на выходе преобразователя при условном холостом ходе с учетом возможных колебаний в питающей сети:
,
=1,1(220+2+2,2+6,6+6,6+1,45)=263 В.
Необходимое напряжение на вторичной обмотке силового трансформатора
В;
В.
Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора без учета коммутационных режимов и пульсаций:
А.
Действующее значение первичного тока:
А.
Мощность, выделяемая на первичной и вторичной сторонах силового трансформатора, из условия поочередной работы выпрямительной и инверторной групп:
кВА.
Расчетная габаритная мощность трансформатора с двумя вторичными обмотками:
кВА.
В качестве силового трансформатора можно использовать либо трансформатор с двумя вторичными обмотками, либо два отдельных трансформатора.
В рассматриваемом случае из-за отсутствия стандартного двухобмоточного трансформатора с мощностью, близкой к РТ, использован второй вариант, в котором применены трансформаторы ТСП-100/0,7
Технические данные трёхфазного трансформатора приведены в табл. 2.
Ввиду того, что номинальные значения мощности, напряжения и тока вторичной обмотки выбранного трансформатора превосходят расчётные, проверка составляющих выражений: , , , не требуется.
Таблица 2. Технические данные трёхфазного трансформатора
Наименование параметра | Значение |
Тип трансформатора | ТСП-100/0,7 |
Номинальная мощность кВА | |
Напряжение первичной обмотки В | |
Напряжение вторичной обмотки В | |
Ток вторичной обмотки, А | |
Мощность короткого замыкания Вт | |
Мощность холостого хода Вт | |
Напряжение короткого замыкания % | 5,8 |
Ток холостого хода I0, % |
В дальнейших расчетах необходимо учитывать технические данные выбранного трансформатора ТСП-100/0,7.
4.2 Расчёт и выбор силовых тиристоров
Выбор силовых тиристоров преобразователя определяется нагрузкой электропривода. Среднее значение тока Iср, протекающего через тиристор при номинальном токе электродвигателя Iн, определяется следующим выражением
,
,
где - коэффициент запаса, который вводится для повышения надежности преобразователя;
- коэффициент, зависящий от схемы выпрямления (для трехфазных схем выпрямления );
- максимальное значение тока якоря двигателя в переходных режимах по условиям коммутации
= (2 – 2,5) ;
= (2 – 2,5) 240 = 2,5 240 = 600 А.
Класс тиристоров может быть определён по максимальному обратному напряжению на тиристоре:
где К1 = 1.25 - коэффициент, определяемый эффективностью защиты;
К2 = 1,045 – коэффициент для трёхфазной мостовой схемы выпрямления;
- напряжение на выходе преобразователя при условном холостом ходе для выбранного трансформатора
=1,35 = 1,35 205 = 277 В;
.
Тиристор должен быть не ниже четвертого класса (обратное напряжение не ниже 400 В). Выбираем тиристор типа Т143-630. Эксплуатационные данные тиристора приведены в табл. 3.
Таблица 3. Эксплуатационные данные тиристора типа Т143-630
Наименование параметра | Значение |
Тип тиристора | Т143-630 |
Номинальный ток в открытом состоянии, А | |
Длительно допустимое повторяющееся обратное напряжение в закрытом состоянии | 400-1600 |
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии (di/dt)КР, А/мкс | |
Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии (duЗС/dt)КР, В/мкс | 400-1200 |