Расчет силовой схемы автономного инвертора тока

1.1  Расчет силовой схемы АИТ

·  fn=100 Гц, Un=31.75 B.

          Рассчитайте активную мощность тока на выходе инвертора по выражению

          , Вт                                (1.1)

где  - фазное напряжение нагрузки, В

 - КПД инверторного трансформатора (обычно его значение находится в пределах 0.8-0.9), для бестрансформаторной схемы инвертора =1.

, А

Пренебрегая потерями в инверторе, принимаем мощность, отбираемую от источника постоянного тока

                                                            (1.2)

Минимальный угол запирания, определяемый быстродействием тиристоров, рассчитывается по формуле:

                                         (1.3)

где  

 - время восстановления запирающих свойств тиристора (берется из справочника для тиристоров соответствующего типа).

Напряжение на выходе инвертора рассчитывается по выражению:

                                          (1.4)

Где   - схемный коэффициент для инвертора по рисунку 1.             

Входной ток инвертора определяется по формуле:

                                                              (1.5)

На основании значения Ud и Id рассчитайте вентильную схему инвертора.

Средний ток тиристоров и отсекающих диодов найдите из выражения:

                                                        (1.6)

где  =(1.8-2) – коэффициент запаса по току.

Максимальное прямое напряжение на транзисторах и коммутирующих конденсаторах, а также максимальное обратное напряжение на отсекающих диодах определяется по формуле:

          (1.7)

где =(1.3-1.5) – коэффициент запаса по напряжению.

Согласно рассчитанных значений среднего тока Ia и максимального прямого и обратного напряжения  соответственно выберем по справочнику тиристоры и отсекающие диоды.

Мощность и емкость коммутирующего конденсатора определяются следующим образом:

              (1.8)

                                  (1.9)

          Далее необходимо выбрать определенный тип конденсатора, либо собрать конденсаторную батарею рассчитанной выше емкости и напряжения .

            Рассчитаем индуктивность дросселя в цепи источника питания по формуле:

                    (1.10)

·  fn=400 Гц, Un=127 B.

         

 

·  fn=600 Гц, Un=127 B.

        

 

1.2  Расчет силовой схемы импульсного регулятора тока

Рисунок 4 – Силовая схема импульсного регулятора тока

Из рассчитанной силовой схемы АИТ возьмем максимальное и минимальное напряжение Ud: Udmax=294В, Udmin=74В. Максимальный ток Idmax=4.9А.

Найдем сопротивление R при максимальных напряжении и токе.

Примем входное напряжение регулятора равным 400В.

Uвх=400В.

Найдем максимальный и минимальный коэффициент заполнения.

                     

          Зададимся максимальным током через контур сравнимый с нагрузкой.

                              (1.11)

          Ток через контур находится по формуле:

                              (1.12)

          Время управляющего импульса найдем по:

              (1.13)

          Максимальный период следования управляющих импульсов равен

          Время управляющего импульса можно найти по:

                              (1.14)

Сочетание 1.12 и 1.13 дает систему уравнений:

                         (1.15)

    

Выразим  Lk:

    

          Максимальный ток через тиристор должен быть:

                        (1.16)

          Средний ток тиристора находится:

    (1.17)

          Средний ток диода найдем по:

                       (1.17)

          Максимальное обратное напряжение найдем с учетом коэффициента запаса по напряжению

           

          Напряжение на тиристоре равно входному:

         

          Рассчитаем индуктивность L для трех частот.

                (1.18)

· 

· 

· 

          Выполним проверку на время восстановления схемы:

    

                            (1.19)

1.3  Расчет силовой схемы АИН

Действующее значение фазного напряжения на нагрузке

                                               (2.1)

Действующее значение тока в фазе

                                                (2.2)

Полное сопротивление фазы

                                                  (2.3)

          Активное и реактивное сопротивления фазы находятся соответственно:

                                                       (2.4)

                                                     (2.5)

Индуктивность фазы найдет по формуле:

                                                             (2.6)

·  f=400Гц

          Действующее значение тока в фазе:

                                                   (2.7)

где                                                                  

Коэффициенты:

                                        (2.8)

          Коэффициент мощности нагрузки:

Максимальный ток через транзисторы  

                                  (2.9)

Средний ток обратных диодов:

                                                             (2.10)

где b=0.02

A