Функциональная схема трехфазного нереверсивного ТП с нагрузкой ДПТ НВ. Выбор силового трансформатора для питания тиристорного преобразователя

Выбор силового трансформатора производим по расчетным значениям тока I_2ф, напряжению U_2ф, и типовой мощности S_т. Напряжение первичной обмотки U_1ф  должно соответствовать напряжению питающей сети.

Расчетное значение напряжения U_2ф.расч вторичной обмотки трансформатора, имеющего ТП с нагрузкой в режиме непрерывных токов, с учетом необходимого запаса на падение напряжения в силовой части, определяется формулой

,                  (2.1)

где k_u=0,427 – коэффициент, характеризующий отношение напряжений U_2ф/U_d0 в идеальном трехфазном мостовом выпрямителе;

k_c=1,1 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения сети;

k_a=1,1 – коэффициент запаса, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале;

k_R=1,05 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора, в вентилях и за счет перекрытия анодов;

U_d – номинальное напряжение двигателя, U_d= U_н=440В.

Расчетное значение тока вторичной обмотки

,                             (2.2)

где k_I=0,815 – коэффициент схемы, характеризующий отношение токов I_2ф/I_d в идеальной схеме;

k_i=1,1 – коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока вентилей от прямоугольной;

I_dн – значение номинального тока двигателя.

,                                (2.3)

где  – номинальная мощность электродвигателя;

 - КПД электродвигателя;

- номинальное напряжение электродвигателя.

Рассчитываем (предварительно) действующее значение тока первичной обмотки трансформатора

А,                               (2.4)

где - расчетный коэффициент трансформации трансформатора.

,                              (2.5)

где - фазное напряжение первичной обмотки трансформатора, =220 В;

- схемный коэффициент первичного тока. принимаем =0,815 [1,табл.2.1].

Находим мощность первичной обмотки трансформатора

,                       (2.6)

где -число фаз первичной обмотки, =3.

Находим мощность вторичной обмотки трансформатора

,    (2.7) где - число фаз  вторичной  обмотки  трансформатора, m₂=3;

-действующее значение вторичного тока трансформатора, по форм.(2.2);

 - фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора, ориентировочно принимаем =.

Находим типовую мощность трансформатора по формуле

,              (2.8)

Трансформатор выбираем из условий:

– номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть близким к значению U_2ф.расч: 0,95×U_2ф.расч£U_2фн£ 1,2×U_2ф.расч;

– ток вторичной обмотки трансформатора должно быть больше или  равен I_2.расч =59,522 A : I_2н³I_2.расч

– номинальная мощность трансформатора должна быть больше или равна типовой S_Т =40,79 кВА: Sн ³S_Т.

Выбираем трансформатор ТСП‑63/0,7‑УХЛ4 по [2, табл.8.5].

Параметры выбранного трансформатора сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Параметры выбранного трансформатора

Рассчитываем действительный коэффициент трансформации выбранного трансформатора

                                  (2.9)

действительные значения рабочих токов первичной и вторичной обмоток

I₂ = I_2расч=59,522 A,

А                                 (2.10)

Находим полное, активное и индуктивное сопротивления вторичной обмотки трансформатора:

Ом,                      (2.11)

где  - напряжение короткого замыкания, из табл. 2.1

-линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора;

Активное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке трансформатора

Ом,                                       (2.12)

где  - мощность короткого замыкания, из табл. 2.1;

 - ток вентильной обмотки.

Индуктивное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке трансформатора

Ом,                            (2.13)

где -полное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке.

3. РАСЧЕТ ПОСТРОЕНИЯ ВНЕШНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТП В РЕЖИМЕ ПРЕРЫВЕСТОГО И НЕПРЕРЫВНОГО ТОКОВ, ПРИ УГЛАХ УПРАВЛЕНИЯ a = 18°, 35°, 50°, 65°, 80°,90°

(изменять ток нагрузки в пределах от 0 до 1,3I_d)

Рассчитаем и построим внешние характеристики для трехфазного мостового ТП (k = 2, р = 6) при угле управления α = 50°.

U_2ф.ном = 236,7 В, х_2Т = 0,13 Ом, х_d =w·L_я = 1,54 Ом, I_d.ном =66,394 А

Определяются значения В и А, а затем E_d.гри I_d.гр при α = 50°:

В = E_d0 = 2,34∙U_2ф.ном =2,34∙236,7 = 553,9 В

 А.

E_d.гр = В × cos a= 553,9∙ cos 50° = 356,04 В

I_d.гр = А× sin a = 28,65∙ sin 50° = 21,95 А

Для построения внешней характеристики в зоне прерывистых токов необходимо рассчитать координаты нескольких (7 … 8) точек в этой зоне. Холостому ходу ТП (I_d = 0, l = 0) соответствует точка 1. Поскольку угол управления α = 50°> p/р=30°, то значение ЭДС холостого хода определяется по формуле

E^′_d0= E_dm cos(α-p/р)= ×U_2ф.ном cos(α-p/р)=∙236,7 cos(50-30)= 544,28 В.

Для нахождения координат (I_d, E_d) промежуточных точек 2, 3, 4, 5, 6, 7 зададим следующие значения интервалов проводимости тиристоров в данных точках:

l₂= 0,55∙,  l₃= 0,7∙,  l₄= 0,8∙,

l₅= 0,85∙,  l₆= 0,9∙,  l₇= 0,5∙,

Выбор таких значений l связан с необходимостью получения  более равномерной  расстановки точек по  значениям тока. Определим, для примера, величину тока и ЭДС в точке 2 (l₂= 0,5∙ = 0,57596 рад)

Аналогично рассчитываются величины тока и ЭДС в остальных точках. Все результаты расчета внешней характеристики при α=50° записываются