10.9. Расчет энергетических характеристик реверсивного тиристорного преобразователя.

Энергетические характеристики тиристорных преобразователей оцениваются коэффициентом мощности  и коэффициентом полезного действия .

Коэффициент мощности  в самом общем случае может быть определен как отношение активной мощности, потребляемой преобразо­вателем Р, к полной мощности S (кажущейся мощности для несинусои­дальных токов)

Полная и активная мощности, потребляемые из сети в общем случае несинусоидальных напряжений и токов S=mU_1фI_1ф;

где: U_1ф(1), I_1ф(1) – фазные первичные действующие значения основных

гармоник напряжения и тока;

U_1ф(n), I_1ф(n) – действующие значения фазных напряжения и тока

высших гармоник;

₁₍₁₎ – угол сдвига между векторами основных гармоник фазных

напряжений и токов;

_1(n) – угол сдвига между векторами напряжения и тока высших

гармоник.

В случае U_1фU_1ф(1),что справедливо для мощных сетей, коэффициент искажения по напряжению

а по току

величина, которого для трехфазного мостового выпрямителя

Активная мощность, потребляемая из сети

P₁=3U_1фI_1ф(1)cos₁₍₁₎,

где cos₁₍₁₎=cos,

а коэффициент мощности без учета процесса коммутации определяется по формуле

Для регулируемого мостового выпрямителя с учетом процесса коммутации (30^о) коэффициент мощности определяется по формуле:

где - коэффициент искажения кривой первич­ного тока с учетом коммутации.

Активная и реактивная мощности по первой гармонике тока

где

Мощность искажения (дисторции)

Здесь требуется рассчитать и построить зависимости S,P,Q,D =() для спроектированного тиристорного преобразователя при из­менении  от _min до _max в режиме непрерывного тока и условии неиз­менной гладкой составляющей выпрямленного тока I_dн=1000 А.

Порядок расчета следующий: определяются следующие вели­чины

1.Вторичный линейный ток (обмотка соединена по схеме треугольника)

2.Первичный линейный (фазный) ток (обмотка соединена звездой)

3.Первая гармоника первичного фазного (линейного) тока

4.Коэффициент искажения по току с учетом коммутации

Угол регулирования  в расчетах принимается от _min = 15^о до _max = 180^о - _min = 156^о;

Р = 6 – число пульсаций выпрямленного тока;

Е_dо = 553.5 В – максимальное значение выпрямленной ЭДС при  = 0;

х_т = 0.0298 Ом – индуктивное сопротивление фазы трансформатора.

5.Полная мощность

6.Активная мощность

7.Реактивная мощность

8.Коэффициент мощности

9.Мощность дисторции

Результаты расчетов зависимостей S,P,Q,D, = () представ­лены в таблице 10.5 и на рис. 10.12.

Таблица 10.5.

Результаты расчета энергетических характеристик

, град	S, ВА	Р, Вт	Q, ВАр	D, ВА	
15	59670	53063	23474	13917	0,889988
30	59988	47267	33654	15226	0,787937
45	60155	38046	43809	15872	0,632458
60	60243	26029	51895	16203	0,432058
75	60285	12034	56762	16358	0,199625
90	60295	-2983	57947	16392	-0,04948
105	60273	-18001	55161	16311	-0,29866
120	60209	-31995	48405	16074	-0,5314
135	60067	-44012	37811	15534	-0,73272
150	59650	-53233	23086	13836	-0,89242

Рис. 10.12. Зависимости S,P,Q,D, = ().

Как обычно под К.П.Д. подразумевается отношение отдаваемой выпрямителем мощности Р_d к потребляемой из сети активной мощности Р.

Для случая работы выпрямителя со сглаженным выпрямленным током, при малой величине пульсаций кривой выпрямленного тока I_d,можно считать, что

где - выпрямленное на­пряжение на выходе преобразователя;

I_d = I_ян = 800 А – номинальный ток двигателя.

Тогда:

.

Необходимо определить номинальное значение К.П.Д., рассчитать и по­строить зависимости  = (I_d) при  = _н, и  =  () при I_d = I_н. Исход­ные данные для расчета: E_do = 553B; I_н = 800A; U_в = 2B; a_в = 2; U_1ф = 10000/В; I_1ф = 33.5A; R_т = 0.003 Ом; Х_т = 0.0298 Ом; m = 3;

Результаты расчета представлены в табл. 10.6 , 10.7.

Таблица 10.6.

Зависимость  =  (I_d) при _н =31.5^о

Id,A	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
I1ф,А	3,35	6,69	10	13,4	16,7	20,1	23,4	26,8	30,1	33,5	36,8	40,1
	0,09	0,18	0,267	0,35	0,44	0,52	0,6	0,68	0,76	0,84	0,92	0,99

Таблица 10.7.

Зависимость  =  () при I_d = 800А, I_1ф = 33.5А.

,град.	15	25	35	45	55	65	75	85	87
	0,723	0,72	0,716	0,709	0,696	0,673	0,616	0,326	0,036

Примечание. При   90^о преобразователь работает в инверторном режиме и

По результатам расчета на рис. 10.13 построены зависимости  = ( I_d ) и  =  ().

а)

б)

Рис.10.13. Зависимости  =  (I_d) и  =  ().