Выбор схемы выравнивания тока, расчет шунтирующих резисторов и выравнивающих конденсаторов. Составление схем вентильных плеч выпрямителя и инвертора
6.1. Выбор устройств выравнивания тока
В зависимости от числа параллельно включенных вентилей аВ×и аИ выбирают:
при аВ×£ 5 и аИ £ 5 замкнутую кольцевую схему включения ИДТ [1];
6.2. Расчет шунтирующих резисторов
Сопротивление шунтирующего резистора
При a > 0 Rш рассчитывают один раз:
Полученный результат округляем до ближайшего меньшего стандартного значения из ряда Е12 = 3,3 * 104
где: b – число последовательно включенных вентилей в вентильном плече (bВ или bИ);
UП – повторяющееся напряжение вентиля, В;
Ub.max – максимальное обратное напряжение на вентильном плече (Ub.max.В или Ub.max.И);
а – число параллельно включенных вентилей в вентильном плече (аВ или аИ);
Iобр.mах – максимальное значение обратного тока вентиля, А.
При работе шунтирующие резисторы нагреваются. Мощность, рассеиваемую на шунтирующем резисторе, определяется по формуле:
,
.
где RШВ и RШИ – выбранные стандартные значения.
6.2. Расчет конденсаторов CВ для выравнивания обратного напряжения
Из-за разности зарядов восстановления обратного сопротивления QВ закрывающихся вентилей может быть неравномерное распределение обратного напряжения в момент коммутации вентильных токов. Для выравнивания этого обратного напряжения применяют резистивно-емкостные цепи RВCВ.
Для лавинных вентилей цепи RВCВ не применяют.
Для нелавинных диодов и тиристоров емкость выравнивающего конденсатора рассчитывают по формуле:
|
|
При a > 0 СВ рассчитывают один раз:
, [мкФ]
мкФ
DQВ = 0,1 * 300 = 30 мкКл
где: DQВ = 0,1×QВ – наибольшая возможная разность зарядов восстановления, мкКл.
Округляем до ближайшего большего стандартного значения из ряда Е6 (0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0) мкФ. 0,5 мкФ.
Рабочее напряжение конденсатора
;
.
Сопротивление резистора RВ, включенного для ограничения тока через конденсатор СВ, определяется приближенно:
, [Ом].
Мощность резистора RВ выбирается 10…15 Вт.
6.3. Составление схем вентильных плеч выпрямителя и инвертора
Рис. 6.1 Схема вентильного плеча агрегата «две обратные звезды с уравнительным реактором и общей тиристорной группой»
7. Расчет внешних характеристик, угла коммутации вентильных токов gв и построение временной диаграммы работы выпрямителя
7.1. Расчет внешней характеристики выпрямителя
Для расчета внешней характеристики выпрямителя сначала определяют напряжение короткого замыкания
uК=uКТ+uКС;
uК= 2,9 + 6,1 = 9
где .
.
Для управляемого выпрямителя, при a > 0, внешняя характеристика рассчитывается по формуле:
,
где Ud0 – напряжение холостого хода выпрямителя;
uк – напряжение короткого замыкания преобразовательного трансформатора и питающей сети;
|
|
bВ – число последовательно включенных вентилей в вентильном плече выпрямителя;
е – число последовательно включенных вентильных плеч выпрямителя; е = 1 для схемы «две обратные звезды с уравнительным реактором
DUВ – прямое падение напряжения на открытом вентиле выпрямителя, В.
a - угол регулирования тиристоров выпрямителя
А = 0,5 - коэффициент наклона внешней характеристики,
= 1 - коэффициент загрузки выпрямителя
при Id = 0 будет Ud0a = Ud0×cosa.
Ud0a = 3458 * cos5 = 3444,86.
График внешних характеристик см. рис. 8.1.
7.2. Расчет угла коммутации вентильных токов выпрямителя
Угол коммутации вентильных токов рассчитывается для токов нагрузки Id = 0,5Id.Н и Id = Id.Н, поскольку при Id = 0 gв = 0.
Для управляемого выпрямителя по схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором:
при Id = 0,5 * Id.Н = 0,5 * 2000 = 1000 (А)
;
при Id = Id.Н
.
7.3. Построение временной диаграммы работы выпрямителя
Временная диаграмма работы включает следующие графики:
- напряжение вентильной обмотки трансформатора u2 (трехфазная синусоида);
- выпрямленное напряжение ud;
- тока управления iУ (для управляемого выпрямителя);
- тока вентильной обмотки i2;
- тока сетевой обмотки i1;
|
|
- напряжения на вентильном плече с учетом угла gВ и угла a.
Рис. 7.3. Временная диаграмма работы регулируемого выпрямителя по схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором
8. Расчет входной и ограничительной характеристик инвертора и угла коммутации вентильных токов gи
8.1. Расчет входной характеристики инвертора
Рассчитываем входное напряжение инвертора при номинальном токе:
где: UИ.0.(b = 0) – начальная точка ограничительной характеристики инвертора;
b - угол опережения инвертора;
= 1 - коэффициент загрузки инвертора;
bИ – число последовательно включенных вентилей в вентильном плече инвертора.
е – число последовательно включенных вентильных плеч инвертора; е = 1 для схемы «две обратные звезды с уравнительным реактором»;
DUВ – прямое падение напряжения на открытом вентиле инвертора, В.
А = 0,5 - коэффициент наклона внешней характеристики,
uк – напряжение короткого замыкания преобразовательного трансформатора и питающей сети;
uК=uКТ+uКС;
uК= 2,9 + 6,1 = 9
где .
.
UИ.0.(b=0)=1,17U2И = 1,17 * 3399 = 3976,83
Рассчитываем ограничительное напряжение инвертора при номинальном токе:
.
d = 4,5 + 5,5 = 10
где: d = d0+t »100, d0 – угол выключения тиристора d0 » 4,50; t - угол запаса 5…100 при частоте сети 50 Гц.
|
|
Рассчитываем величину максимального тока IИ1max при работе по естественной входной характеристике
.
Рассчитываем величину максимального тока IИ2max при работе по искусственной входной характеристике
.
8.2. Расчет угла коммутации вентильных токов инвертора
при IИ = 0,5IИН=0,5*1739=869,5
;
при IИ = IИН=1739
8.3. Построение графиков характеристик инвертора
Рис. 8.1. График характеристик выпрямительно-инверторного преобразователя
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1221; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!