6. Мета розрахунку

Метою данної роботи є набуття навиків розрахунку автономних інверторів струму

7. Теоретичні відомості, необхідні для виконання розрахунку

Для виконання розрахунку необхідно знати основні параметри інверторів їх схеми та принцип дії, методи розрахунку .

8. Вихідні дані

Вихідними даними для розрахунку є:

Р_н. кВт – номинальна потужність

U_ном, В - номинальна напруга,

η_ном –к.к.д,

cosφ - коєфіціент потужності

Вибір варіантів такий ж як і у попередніх роботах.

Варіанти вихідних даних наведені у табл.. 1.

Цифри номера залікової книжки		0	1	2	3	4	5	6	7	8
	Рном, кВт	10	25	20	30	40	45	50	60	30
	cosφ	0,8	0,75	0,8	0,75	0,85	0,8	0,75	0,85	0,8
Uном, B		380	220	380	380	440	380	220	220	380
ηном		0,9	0,85	0,9	0,8	0,9	0,95	0,9	0,85	0,9
tвідн		10	8	12	10	8	10	10	12	8

9.Теоретичні пояснення

Для живлення асинхронних К.З. двигунів застосовуються перетворювачі частоти, складовою частиною яких є автономні інветори. Автономний інвертор струму(АІС) формує в навантаженні струм, а форма напруги визначається параметрами навантаження. В розрохунковій схемі використовуються напівкеровані ключі – тиристори, що не вимикаються за колом керування. Комутація їх здійснюється примусово з використанням в якості джерела зворотної напруги попередньо зарядженого конденсатора.

Вихідну пульсацію формують за допомогою ємнісних фільтрів.

Схема АІС з відсікаючи ми діодами наведена на рис.1.

Рис.1. Схема трифазного мостового інвертора струму з відсікаючими діодами

Приклад розрахунку трифазного мостового інвертора з відсікаючими діодами

Вихідні дані для розрахунку візьемо наступні:

Р_н. кВт – номинальна потужність – 50кВт

U_ном, В - номинальна напруга, - 380В

η_ном –к.к.д, - 0,9

cosφ - коєфіціент потужності - 0,8

Діапазон регулювання частоти ƒ = 5-50Гц

Порядок розрахунку

Номінальний струм і напругу двигуна беремо по першій гармоніці:

Форма струму не залежить від навантаження, а залежить від порядку перемикань ключів інвертора. Для ідеального випадку – форма імпульсів струму навантаження (рис.2) прямокутна і тривалість імпульсів струму становить 2π/3 діюче значення першої гармоніки струму навантаження становить

,

Рис. 2 Принцип формування вихідного струму трифазного АІС.

Таким чином значення струму у колі постійного струму буде

I_d=I_H(1)π/ =135,3А

Напругу у колі постійного струму визначимо з балансу активної потужності

Р_ном=Р_d=U_dI_d звідки U_d= Р_ном/I_d=50000/135,3=369,5В

Середнє значення струму тиристорів і відсікаючих діодів, тривалість провідного стану яких становить Т/3, визначаеться як у схемі КВ

I_vtср= I_vdср= I_d/3=135,3/3=45,1A

Максимальна напруга для вибору вентелів АІС визначається з урахуванням початкової (максимальної) напруги на комутуючих конденсаторах

U_со=К_UU_лнм(1)=(1,8 - 2) *380=1000В,

де К_U - ≤ 1,8-2,0, U_лнм(1) – амплітуда першої гармоніки лінійної напруги навантаження. Обираємо тиристори типу Т142-50-10 і діоди типу Д132-50-10. Відповідний кут β=2πt_відн=0,00251рад(це для максимального значення частоти 50Г), що становить β=0,144⁰. Обираємо значення β з запасом β=5⁰.

Ємність конденсаторів у схемі АІС визначимо згідно з

, при цьому враховуємо, що конденсатори при наявності відсікаючих діодів забезпечують лише реактивну потужність на комутацію (кількість конденсаторів - 6). Таким чином,

Згладжувальний дросель (реактор) обираємо з умови, що пульсації струму на вході АІС не перевищують 5%. Звичайно для живлення АІС використовують керований випрямляч за трифазною мостовою схемою. При цьому найбільша гармоніка на виході КВ – шоста. Амплітуда відповідної гармоніки згідно з буде

Амплітуда відповідної гармоніки струму становить I_м(6)=0,05I_d=6,77А

Індуктивність реактору

Слід відзначити, що чім більша індуктивність реактору тим краще.

Контрольні запитання

Яку функцію виконують у схемі діоди.

Яким чином вимикаються робочі тиристори.

Як формується напруга навантаження.

Справочні данні

Табл.3

Основні параметри тиристоров типа Т10

Параметри	Обоз.	тиристор						Режим роботи
		Т10 10	Т10 16	Т10 25	Т10 40	Т10 63	Т1080
Повторне напруга для усіх тиристоров	Un	50, 100, 200,	300, 400,	500,600	700, 800	900, 1000	1100, 1200
Граничний струм	Iгр	10	16	25	40	63	80	Штучне охолодження 85С
Граничний струм с типовым охолодженням	Iгро	8	10	12	14	20	25	Охлаждение природное, воздух 25С
Ударный струм	Iуд	240	240	600	960	1300	1500	Длительность импульсаструму 10мс
Порогова напруга	Uo	1,64	1,44	1,26	1,16	1,094	1,02
Динамичний опор у відкритому стані	Rd	10	7	6,4	4,4	1,8	1.7
Струм включення. не більше	Iупр	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	При прямомій напрузі на тиристорі
Напруга включення.	Uупр	3	3	3	4	4	4
Тепловий опор	Rt	5,9	5,3	4,9	53,69	3,5	3,4	Пр типовом охолодженню природним чином

В. Залежності коефіцієнтів В,D,F,H від основного розрахункового коефіцієнта A₀ для різних значень кута φ.