Расчеты, необходимые для выбора основных элементов выпрямителя: силового трансформатора, тиристоров, сглаживающего реактора, выходного каскада СИФУ, источника питания схемы управления, страница 4

, что меньше допустимой перегрузки более, чем в 20 раз. 

Таким образом, на основании выполненного расчета установлены параметры выходного каскада СИФУ (рис. 4): напряжение питания U1= 5 В, балластный резистор RБ - ОМЛТ-О,125-3,6 Ом. 

4.4. Расчет сглаживающего реактора 

Режим прерывистых токов возникает в случае, когда количество энергии, запасенной в суммарной индуктивности якорной цепи, недостаточно для поддержания тока в выключаемом тиристоре до момента открытия соответствующего очередного тиристора. В режиме идеального холостого хода двигателя, когда ток якоря равен нулю, ЭДС двигателя равна не среднему значению выходного напряжения ТП, как в режиме непрерывного тока, а максимальному мгновенному значению этого напряжения (Uт -ΔUT ). Здесь - амплитудное  значение напряжения, подводимого к ТП (для трехфазной нулевой схемы         Uт = UФ*√2); 

ΔUT - падение напряжения на открытых тиристорах, ΔUT= 1,5...3 В. 

Если пренебречь индуктивностью рассеяния вторичных обмоток силового трансформатора по сравнению с индуктивным сопротивлением цепи нагрузки преобразователя, то среднее значение тока граничного режима Iгр, соответствующего переходу от режима непрерывного тока к режиму прерывистого тока, можно определить по выражению

, где  LН - индуктивность в цепи нагрузки, состоящая из индуктивности якорной цепи двигателя La и индуктивности сглаживающего реактора Lр;

𝜔с - частота питающей сети; фазность т = 3 для нулевой схемы. 

Если заданный граничный ток Iгр представить в долях от номинального тока якоря двигателя Iян, т.е. Iгр = δI Iян, то формулу для определения суммарной индуктивности якорной цепи LH, обеспечивающей заданную зону непрерывного тока, можно получить из выражения 

, где для трехфазной нулевой схемы т = 3. 

Так, например, зададимся δI = 0,07 и определим необходимую индуктивность LH ограничивающую зону прерывистого тока значением 7% от номинального тока якоря двигателя, учитывая, что пульсации тока максимальны при угле управления тиристорами = 90°. 

Для трехфазной нулевой схемы эта индуктивность будет равна

.

Индуктивность сглаживающего реактора Lp определиться как 

                                        Lp =LH -Lя,

где Lя - индуктивность якоря двигателя. 

Индуктивность Lя можно определить по формуле Уманского - Линдвилла с использованием каталожных данных двигателя (см. табл. 1 [10]) 

, где  р - число пар полюсов; 

 - коэффициент, для некомпенсированных машин  = 0,6; 

𝜔Н- номинальная частота вращения двигателя,

 .

Таким образом, для трехфазной нулевой схемы индуктивность сглаживающего реактора, обеспечивающего непрерывный ток якоря двигателя при условии Iя> 0,07IЯН определится как 

                              Lp = LH1 - Lя = 183,4 – 57,8 = 125,6 мГн. 

4.5. Расчет внешних характеристик преобразователя 

Основное отличие механических характеристик электропривода по системе "тиристорный преобразователь-двигатель" (ТП-Д) от характеристик при питании двигателя от регулируемого источника постоянного напряжения (например, генератора постоянного тока) заключается в том, что при малых нагрузках ТП переходит в режим прерывистого тока. При этом внешние характеристики ТП искривляются, и скорость холостого хода двигателя увеличивается, как показано на рис. 5, где приведены зависимости Ud = f(Id) для различных  углов управления = const . 

Линейный участок внешней характеристики при I > Iгр соответствует непрерывному току нагрузки и имеет отрицательный коэффициент наклона, численно равный внутреннему эквивалентному сопротивлению Rэ тиристорного преобразователя. Этот участок описывается уравнением 𝑈𝑑 = 𝑈𝑑0 cos− 𝛥𝑈𝑇 − 𝑅э𝐼𝑑.

 

Рисунок 5 – Внешние характеристики тиристорного преобразователя в режиме прерывистого тока

Расчет внешней характеристики тиристорного преобразователя проведем по методике, предложенной в [10]. Учтя, что при построении приближенной внешней характеристики соединение расчетных точек допустимо выполнить прямой линией, как показано на рис. 6. 

 

Рисунок 6 – Построение внешней характеристики тиристорного преобразователя