Преобразователь выпрямительный разомкнутый. Электрический расчет силового трансформатора. Расчет параметров реакторов

Активное сопротивление преобразователя, которое вносится в цепь постоянного тока, зависит от расчетного числа  табл. 3 [1] последовательно включенных обмоток в сложных схемах, по которым протекает ток

, (13)

мОм.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной цепи, вычисляется по формуле

 , (14)

но при отсутствии технических данных реактивная составляющая напряжения короткого замыкания принимается равным 5-8% независимо от мощности трансформатора.

 мОм,

Вносимая в цепь постоянного тока индуктивность преобразователя, определяется по формуле

, (15)

где  – угловая частота сети, равная 100π рад/с,

 мГн.

Фиктивное активное сопротивление преобразователя, обусловленное коммутацией вентилей, определяется по выражению

, (16)

где  – коэффициент, учитывающий особенность схем по табл. 3 [1];

 – пульсность преобразователя в целом.

 мОм.

Индуктивные сопротивления токоограничивающих (анодных) реакторов, рассчитывают по номинальным первичным линейным напряжениям и току

, (17)

Ом.

Индуктивное сопротивление, которое вносится в цепь выпрямленного тока, равно

, (18)

 Ом.

Активное сопротивление токоограничивающего реактора

, (19)

мОм.

Активное сопротивление, которое вносится в цепь якоря, вычисляется по формуле

, (20)

 мОм.

Таким образом, эквивалентное сопротивление преобразователя

,

 мОм.

4. Выбор вентилей

В ходе проектирования выбираются типы вентилей и их класс по напряжению. Тип полупроводникового вентиля определяется требуемым выпрямленным током и заданной перегрузочной способностью, а класс максимальными повторяющимися напряжениями. Длительно допускаемый средний ток вентиля в значительной степени зависит от условия охлаждения. Поэтому вначале выбирается способ охлаждения.

Исходя из относительно небольшого выпрямленного тока  А, выбирается естественное воздушное охлаждение.

Правильно выбранные вентили должны длительно работать при номинальном токе с некоторым запасом, а при расчетных перегрузках температура p-n перехода не должна превышать максимально допустимую.

Во всех схемах преобразователей средний ток вентиля определяется числом вентилей  присоединенных к одной выходной шине: положительной или отрицательной

, (21)

 А.

По рекомендации [1] предварительно выбирается тиристор с предельным током в 6-10 раз больше его среднего значения. Т.к. вентилей на требуемый большой ток нет, применяем параллельное соединение  тиристоров. С учетом неравномерности распределения нагрузки допускаемый ток каждого тиристора в этом случае принимается на 20% меньше, чем одиночного

 (22)

Выбираем параллельное соединение 3-х пар оптронных тиристоров типа ТО142-50.

 А,

 – коэффициент формы тока тиристора табл. 3 [1];

 - максимальная температура p-n перехода;

 – температура окружающей (охлаждающей) среды в силовом шкафу преобразователя;

Коэффициент запаса по току

, (23)

, что удовлетворяет рекомендуемому значению от 2 до 3.

Максимальное импульсное рабочее напряжение определяется по формуле

, (24)

где  – коэффициент, учитывающий возможное повышение напряжения в сети,

.

Исходя из импульсного рабочего напряжения и коэффициента запаса по напряжению  формула для определения класса вентиля имеет вид

,(25)

.

Для уменьшения повторяющихся и неповторяющихся напряжений в каждом преобразователе используются защитные RC-цепи (рисунок 1).

Рисунок 2. Защитная RC-цепь тиристора.

5. Расчет параметров реакторов

Так как по заданию нужно использовать совместное управление, то необходимо использовать уравнительный (ограничивающий) реактор, ограничивающий величину уравнительного тока двух вентильных комплектов реверсивного преобразователя

Необходимая индуктивность контура уравнительного тока в реверсивном преобразователе с совместным управлением рассчитывается по формуле

(26)

Где  – коэффициент среднего уравнительного тока;

Для построения внешних характеристик необходимо знать максимальный граничный ток (при )

, (27)

где  – коэффициент граничного тока, зависящий от силовой схемы и пульсности преобразователя табл. 4 [1],

 А.

6. Расчет механических характеристик

При совместном согласованном управлении группами вентилей режим