Расчет нереверсивного ШИП для электропривода постоянного тока, страница 2

3.2. Расчёт ёмкости коммутирующего конденсатора:

,где

Конденсатор выбираем  из условия:

где      

Учитывая эти условия, выбираем конденсаторы, параметры которых сносим  в таблицу:

Таблица3

5

3.3. Расчёт коммутирующей индуктивности L_K:

         Выбираем дроссель с индуктивностью 1,12 мкГн.

3.4. Определим собственную частоту контура L_KC_K:

    

                      

3.5. Определим максимальную частоту работы ШИП:

3.6. Определение рабочей частоты ШИП:

3.7.Определение среднего значения тока, проходящего через диод VD1.

3.8.Уточнение выбора тиристора VS1.

    

по условию:

          ,

           200А>156,2А – условие выполняется, тиристор VS1 выбран правильно.

6

3.9.Выбор диода VD1.

       По условиям выбора диода:

                                                                                                              

        где

            

  Выбираем диод 2ДЧ161-160(Х)-6 с параметрами, приведёнными в таблице 4:

Таблица4.

Тип диода	Iпр.ср.мах,А	Iпр.и.,А	Uобр.и.п.,В	fmax,кГц
2ДЧ161-160(Х)-6	160	502	600	25

3.10.Расчёт и выбор коммутирующего тиристора VS2.

      По условиям выбора тиристора:  

        

     где

          ,

           ,

          

     Выбираем тиристор ТЧ50-6 с параметрами, приведёнными в таблице 5:

Таблица5.

Тип тиристора	IVS2ос.ср.мах,А	IVS2ос.и.,А	UVS2обр.и.п.,В	tвыкл,мкс	tвкл,мкс
ТЧ50-6	50	157	600	12…30	5

3.11.Расчёт и выбор обратного диода VD0.

      По условиям выбора диода:

         

    где

7

          и

        

Выбираем диод 2ДЧ-161-160(Х)-6 с параметрами, приведёнными в таблице 6:

Таблица6.

Тип диода	Iпр.ср.мах,А	Iпр.и.,А	Uобр.и.п.,В	fmax,кГц
2ДЧ-161-160(Х)-6	160	502	600	25

4.Определение диапазона регулирования напряжения на нагрузке.

             где

               ,

                (из условия).

     Тогда диапазон регулирования напряжения:

              

8

6.Построение внешних характеристик ШИП.

В ШИП возможны 3 режима работы по току. Рассчитаем каждый из них.

Внешние характеристики строятся при заданных значениях γ=0,25; γ=0,5; γ=0,75; γ=0,95;

6.1. В режиме непрерывного тока (без учёта падения напряжения на открытом ключе) внешняя характеристика описывается уравнением:

,где I_н меняется в пределах (I_гр ÷I_ном).

6.2. В режиме граничных токов и ЭДС:

Граничная ЭДС:

, для γ=0,25 E_гр=111,568В.

Граничный ток:

, для γ=0,25 I_гр=64,896А.

где

      ,( γ=0,25),

Внешняя характеристика в режиме граничного тока и ЭДС описывается уравнением:

 

6.3. В режиме прерывистых токов для заданного γ задаётся ряд значений ЭДС двигателя в диапазоне Е=Е_гр.÷U_d

Рассчитаем время длительности протекания тока t_m:

     При условии, что:

     Т_раб>t_m> γ·T_раб.,

,

далее рассчитываются значения напряжения и токов в режиме прерывистого тока:

,

где   .

В результате  расчёта в приложении MathCAD и построения внешних характеристик для всех заданных γ, получим внешние характеристики ШИП:

13

                                           Рис.3 Внешние характеристики ШИП.

7. Расчёт величины пульсаций тока в режимах непрерывного и прерывистого токов при γ = 0,5. Построение диаграммы напряжений и токов в нагрузке для рассчитанных режимов.

7.1.  Расчет пульсаций тока в режиме непрерывного тока.  

Максимальное значение тока нагрузки:

 , где

Е при γ = 0,5 равно

Минимальное значение тока нагрузки:

Размах пульсаций тока:

                         

                Пульсации тока:

                Среднее значение тока в нагрузке:                                                                   

  14   

 По результатам расчетов построим зависимости  U_ШИП(t) и I_Н(t):

Рис.4. Зависимость U_ШИП и I_Н от времени в режиме непрерывного тока

7.2.  Расчет пульсаций тока в режиме прерывистого тока.

Максимальное значение тока нагрузки:

Минимальное значение тока нагрузки:

Время затухания:                                                                                               15

                   Среднее значение тока в нагрузке:

      Пульсации тока:

По результатам расчетов построим зависимости  U_ШИП(t) и I_Н(t):

Рис.5 Зависимость U_ШИП и I_Н от времени в режиме прерывистого тока           16

8.Расчёт и построение электромагнитной (скоростной) и механической характеристик ДПТ для γ=0,25; 0,5; 0,75; 0,95.

8.1.Расчёт скоростных характеристик ω=f(I_н).

Построение данной зависимости осуществляется по формуле:

I_н= I_гр ÷ I_ном ,

,

Рис.6. Скоростная характеристика ДПТ при различных γ

17

8.2. Расчёт и построение механических характеристик ω=f(М_н).

Построение осуществляется по формуле:

   М_н=К_Е·Ф·I_н , где

К_Е·Ф=1.299 – посчитано выше.

I_н= I_гр ÷ I_ном

Рис.7. Механическая характеристика ДПТ при различных γ

18