3.1.9 Розрахунок і вибір керованого перетворювача.

У якості керованого перетворювача використовуємо статичний напівпровідниковий перетворювач. Перетворювач може бути виконаний по схемі керованого тиристорного випрямляча або широтно-імпульсного перетворювача. Зупинимося докладніше на найбільш поширеному варіанті – тиристорному випрямлячі.

Перетворювачі вибираються з числа комплектних пристроїв загальнопромислового виконання. В процесі проектування слід відображати і погоджувати роботу тільки тих елементів, які необхідні для забезпечення заданих вимог.

Перетворювач вибирається по номінальній вихідній напрузі, узгодженій з шкалою номінальних напруг двигунів і по еквівалентному струму. Комплектні перетворювачі мають номінальну випрямлену напругу = 115,230,460 V відповідно для двигунів з номінальною напругою якоря 110,220 і 440 V.

Вибір за струмом може бути зроблений згідно до одного із двох методів.

1. За еквівалентним струмом перетворювача, що враховує як корисну складову розрахункового струму навантаження, так і складову, що відображає момент втрат в двигуні. Момент втрат двигуна в номінальному режимі

, (29)

де

, (30)

де - опір ланцюга якоря двигуна, що включає опір обмоток якоря, додаткових полюсів, компенсуючої обмотки, послідовної обмотки, щіткового контакту, приведені до розрахункової температури ізоляції, ;

(31)

де R_{Я t кат} - опір ланцюга якоря двигуна, узятий по каталогу при вказаній температурі, зазвичай 15 або 20 ⁰С, Ohm;

- температура перегріву двигуна над вказаною в каталозі. Залежить від класу ізоляції, вживаної в двигуні і від рекомендацій заводу - виготовника.

- -температурный коефіцієнт опору міді.

Еквівалентний струм двигуна

. (32)

2. За номінальним струмом обраного двигуна. При цьому як і двигун, так і перетворювач будуть мати дещо завищені габаритні потужності. Саме так узгоджують потужності двигуна і перетворювача в комплектних електроприводах. Такі саме рекомендації дають провідні світові фірми, що випускають перетворювачі, прямо вказуючи рекомендовані потужності двигунів для кожного типу і габариту перетворювача.

Умова вибору перетворювача по струму

або (33)

Методичне зауваження. Методика вибору будь – якого пристрою передбачає вибір найближчого більшого значення його номінальних параметрів. Оскільки вибір іде за ланцюгом двигун - перетворювач – силовий трансформатор, і на кожному кроці обирається все більший габарит, то останній може мати потужність, набагато вищу за потрібну. Таку ситуацію обмежує перший метод, згідно до якого всі елементи електроприводу обираються за корисним навантаженням з урахуванням втрат в попередньому перетворювачі.

Вибраний перетворювач необхідно перевірити по струму перевантаження і по максимальний випрямленій напрузі. Перевірка ТП по перевантаженню здійснюється по рекомендаціях, викладених в каталогах. Слід враховувати, що кратність допустимого струму перевантаження для ТП не співпадає з перевантажувальною здатністю двигунів постійного струму, і, як правило, менше, ніж у останніх. Крім того, теплова інерційність напівпровідникових пристроїв теж набагато менша. Тому струм перевантаження напівпровідникових перетворювачів значно залежить від терміну дії перевантаження і максимальні його значення складають звичайно 2…2,5 І_{d ПН}. Наприклад, перетворювачі типу КТЕ Запорізького заводу "Перетворювач" припускають перевантаження за струмом у 1,5 рази на протязі 120 s, а у 2,25 рази вже тільки на протязі 10 s. У разі перевищення максимального струму навантаження над припустимим максимальним струмом перетворювача, обирають наступне, більше значення номінального струму.

При перевірці на максимальну напругу обраховують можливість перетворювача забезпечити максимальне сполучення швидкості (ЕРС двигуна) і навантаження (падіння напруги в колі якоря). Для електроприводу стругального верстату, це наприклад, кінець перехідного процесу пуску, коли двигун досягає робочої швидкості і виконується процес різання.

. (34)

Умова перевірки

. (35)