4 Управление тиристорными группами и режимы работы преобразователей

4.1 Потсроение временных диаграмм кривой выпрямленной эдс тиристорного преобразователя при номинальном значении угла αН и кривой входной эдс в инверторном режиме при соответствующем угле β

Для осуществления инверторного режима тиристорного преобразователя, работающего на якорь двигателя, необходимо выполнение трёх условий:

1) положительный потенциал ЭДС двигателя должен быть подан на аноды тиристоров, для чего нужно осуществить переключение управления на вторую группу тиристоров для протекания тока в противоположном направлении через якорь;

2) импульсы управления должны быть поданы на тиристоры с углом ;

3) ЭДС двигателя должна быть больше среднего значения ЭДС инвертора .

Статические режимы работы тиристорного преобразователя:

номинальный угол регулирования

угол коммутации

максимальный угол регулирования

номинальный угол инвертирования.

Для исключения «опрокидывания» инвертора необходимо, чтобы

, (4.1)

,

то есть данное условие выполняется.

Максимальная амплитуда напряжения

.

Рисунок 4.1 -Графики кривой выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя при

номинальном значении угла регулирования α_н и кривой входной ЭДС в инверторном режиме

при соответствующем угле β

5 Энергетические характеристики тиристорного преобразователя

5.1 Расчёт энергетических показателей

Расчёт энергетических характеристик тиристорного преобразователя производится по приведённым соотношениям при изменении угла управления в диапазоне:

.

Первая гармоника линейного тока первичной обмотки трансформатора для мостовой

схемы выпрямления, А

. (5.1)

При соединении первичной обмотки звездой .

Угол коммутации определяется из формулы (3.6).

Коэффициент искажения определяется по формуле

. (5.2)

Полная мощность:

, (5.3)

Активная мощность тиристорного преобразователя, потребляемая по первой гармонике тока,

, (5.4)

где

, (5.5)

.

Реактивная мощность преобразователя по первой гармонике:

, (5.6)

где

. (5.7)

Коэффициент мощности преобразователя:

, (5.8)

Мощность искажения (дисторции):

. (5.9)

В проекте требуется рассчитать и построить зависимости S, P, Q, D, χ= для спроектированного тиристорного преобразователя при варьировании угла от до в режиме непрерывного тока .

Алгоритм расчёта следующий:

1. Определяется вторичный линейный ток .

2. Определяется первичный фазный ток .

3. Определяется первая гармоника первичного фазного тока .

4. Определяется коэффициент искажения по току с учётом угла коммутации (5.2).

Угол регулирования в расчётах выражается дискретными значениями в диапазоне от до в выпрямительном режиме. Значение - уточнённое.

5. Определяется полная мощность (5.3).

6. Определяется активная мощность (5.4).

7. Определяется реактивная мощность (5.5).

8. Определяется коэффициент мощности (5.7).

9. Определяется мощность дисторции (5.8).

Пример расчёта для всех зависимостей для номинального значения угла α_н:

,

,

,

,

,

,

,

,

.

Таблица 5.1 – Результаты расчёта энергетических характеристик

21.5	13.0	0.877	0.480	0.971	1316	1120	613	320	0.85
30.0	11.2	0.810	0.587	0.968	1316	1032	748	331	0.78
40.0	9.2	0.710	0.704	0.966	1316	903	895	340	0.69
50.0	8.1	0.586	0.810	0.965	1316	744	1029	346	0.57
60.0	7.2	0.443	0.897	0.964	1316	562	1138	351	0.43
70.0	6.8	0.286	0.958	0.963	1316	362	1214	356	0.28
80.0	6.6	0.117	0.993	0.963	1316	148	1258	356	0.11
90.0	6.5	-0.056	0.998	0.963	1316	-71	1265	356	-0.05

Рисунок 5.1 – Энергетические характеристики S, P, Q, D = тиристорного преобразователя

Рисунок 5.2 – Энергетическая характеристика χ = тиристорного преобразователя

КПД преобразователя – это отношение отдаваемой мощности к потребляемой из сети активной мощности .

В случае работы тиристорного преобразователя со сглаживающим дросселем и малой величине пульсаций тока нагрузки считается, что ,

где

,

из выражения (3.1.1).

Тогда КПД

. (5.10)

В проекте надо определить номинальное значение КПД, рассчитать и построить зависимости при α=α_НОМ и при для режима «В». При расчёте следует учитывать, что ток и находятся во взаимосвязи по формуле (1.6) .

Определим номинальное значение КПД по формуле (5.9):

.

Пример расчёта зависимости при α=α_НОМ, :

,

.

Пример расчёта зависимости при , , значение cosφ₁ рассчитываем по формуле (5.5):

.

Таблица 5.2 - Данные зависимости КПД η от тока при α=α_НОМ

0.5	0.056	0.943
2	0.224	0.934
4	0.448	0.921
6	0.672	0.909
8	0.895	0.897
10	1.119	0.885
12	1.343	0.873
14	1.567	0.861
16	1.791	0.848
18	2.014	0.842

Рисунок 5.3 - Зависимость при α=α_НОМ

Таблица 5.3 - Данные зависимости КПД η от угла α при

21.5	0.877	0.842
30	0.810	0.836
40	0.710	0.819
50	0.586	0.792
60	0.443	0.738
70	0.286	0.615

Рисунок 5.4 - Зависимость при