1 Силовая часть преобразователя

1.1 Расчёт мощности и выбор силового трансформатора

При расчёте мощности и выборе трансформатора исходными являются следующие основные величины:

а) номинальное выпрямленное напряжение и ток преобразователя;

б) напряжение питающей сети;

в) допустимые колебания напряжения сети;

г) число фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора;

д) частота сети.

Расчёт рекомендуется начинать с определения требуемого значения вторичной ЭДС трансформатора из общего соотношения для всех схем

, (1.1)

где m -­­ число эквивалентных фаз выпрямления схемы ТП.

Выражение (1.1) может быть представлено так же в виде

, (1.1а)

где - коэффициент схемы тиристорного преобразователя.

Выражение для определения значения ЭДС на выходе тиристорного преобразователя при номинальном режиме работы и при непрерывном токе на предварительном этапе расчёта имеет вид:

, (1.2)

где - номинальное значение ЭДС двигателя:

,

- номинальное напряжение электродвигателя,

- номинальный ток электродвигателя,

- активное сопротивление обмотки якоря двигателя с учётом сопротивления компенсационной обмотки и добавочных полюсов, приведённое к рабочей температуре 80^⁰С,

, (1.3)

_{где К=1.32 - для машин постоянного тока 4÷6 габаритов. Сопротивления компенсационной обмотки и добавочных полюсов не заданы, соответственно в формуле (1.3) их не учитываем.}

,

.

- суммарное активное сопротивление цепи выпрямленного тока (включает в себя сопротивление фазы силового трансформатора , реакторов , полное сопротивление якорной цепи машины постоянного тока , то есть с учётом сопротивления сглаживающего дросселя, динамическое сопротивление для N – активных тиристоров в схеме тиристорного преобразователя),

, (1.4)

на предварительном этапе проектирования величина принимается равной

- падение напряжения на уравнительном реакторе, принимается равным

;

- предварительное значение минимального угла регулирования, соответствующее номинальному режиму электропривода. В случае, когда к проектируемому электроприводу предъявляются высокие требования в отношении быстродействия при отработке разного рода возмущений за счёт изменения напряжения преобразователя (динамический запас ), величину следует принимать равной (например, при разработке электропривода непрерывного стана горячей прокатки, работающего в режиме ударного приложения нагрузки); если особых требований в отношении динамических показателей к электроприводу не предъявляется или отсутствует «привязка» к технологии, значение угла принимаем равным . В нашем случае принимаем .

- падение напряжения на тиристоре, на предварительном этапе расчёта можно принять .

расчётные коэффициенты ,зависящие от схемы выпрямления (смотреть параметры схемы).

- коэффициент, учитывающий соотношение мощности системы тиристорный преобразователь – двигатель и питающей сети. Если эти мощности соизмеримы, то выбирают в пределах . Это относится, в основном, к мощным приводам (свыше 250 кВт). При проектировании маломощных электроприводов (до 10 кВт) и электроприводов средней мощности величину уменьшают до . В нашем случае принимаем .

- напряжение короткого замыкания и потери в меди трансформатора (в процентах), ;

- возможные колебания напряжения в сети (в процентах), .

Для маломощных приводов можно принять

Подставим рассчитанные значения в формулу (1.2):

.

По формуле (1.1а) получаем:

.

Действующее значение фазного тока вторичной обмотки

, (1.5)

где - коэффициент связи, .

.

Действующее значение фазного тока первичной обмотки

, (1.6)

где - коэффициент трансформации,

; (1.7)

- коэффициент связи по току, .

.

При соединении первичной обмотки звездой

. (1.8)

Расчётное значение типовой мощности трансформатора определяется по формуле

, (1.9)

где - коэффициент мощности, зависящий от схемы выпрямления и числа первичных и вторичных обмоток трансформатора, .

По рассчитанной величине фазной ЭДС на вторичной стороне силового трансформатора выбираем трансформатор типа ТСП 7/0.7 со следующими параметрами:

номинальная мощность трансформатора

номинальное линейное напряжение на первичной об мотке

номинальное фазное напряжение на вторичной об мотке

номинальный ток вторичной обмотки

напряжение короткого замыкания

ток холостого хода

потери на холостой ход

потери на короткое замыкание.

Полное сопротивление фазы трансформатора, приведённое к вторичной обмотке

. (1.10)

Активное сопротивление фазы трансформатора может быть определено по формуле:

. (1.11)

Индуктивное сопротивление питающей фазы трансформатора

. (1.12)

Индуктивность фазы трансформатора

. (1.13)

Зная фактическое значение вторичного фазного напряжения , необходимо уточнить значение ЭДС по формуле (1.1а):

.