Расчёт напряжения источников питания:
Ua- падение напряжения на тиристорах ( для мостовой схемы 3 В);
-
амплитуда напряжения в каждой из фаз.
Для согласования управляемого выпрямителя с промышленной сетью (U1m=311B) необходимо между сетью и полупроводниковым преобразователем поставить трансформатор с коэффициентом трансформации
Расчёт номинального тока двигателя и номинальной величины противо-ЭДС.
Рис.3.1 Силовая схема трёхфазного мостового выпрямителя
с нагрузкой на противо ЭДС.
Для исследования
производим ряд расчётов расчётно –
аналитическим методом, принимая различные
значения угла управления. При
значение Е устанавливаем равным
номинальному, при других углах управления
устанавливаем такие значения противоЭДС,
чтобы величина тока протекающего через
якорную цепь соответствовала номинальному
значению. Тем самым мы имитируем работу
двигателя при постоянном моменте сил
на валу двигателя.
Исследование трехфазного управляемого выпрямителя при работе на нагрузку с противо эдс при разных углах регулирования
U,B
I,А
Ia,А
t,c
t,c
t,c
Ib,А
Ic,А
Рис.3.2 Временные диаграммы токов и напряжений схемы с нагрузкой на противо ЭДС, при угле управления тиристорами 0º,
Lγ =0.001Гн, LB=0,011 Гн, и Rн=Rа (Ud=440 В):
а) кривая мгновенного значения напряжения и её гармоник.
б) кривая мгновенного значения тока и её гармоник.
в) Кривые мгновенных значений фазных токов
Особенностью работы схемы выпрямителя на противоэдс является то, что тиристоры откроются только после того, как приложенное напряжение источника питания превысит встречную к нему противоэдс Ed . Данная часть исследований имитирует работу двигателя постоянного тока, а изменение противо - ЭДС соответствует изменению оборотов двигателя при изменении приложенного к якорю напряжения. Для примера рассмотрим, когда напряжение uab становится больше напряжения ucb, в этот момент подаётся импульс управления на тиристоры Т1 и Т2 в результате чего происходит их открытие и ток начнет протекать по цепи– a – a’ – T1 – Rн –Lн – Ed – T6 – b’ –b. В нашем случае при угле управления 0º величины противо – ЭДС не хватает на то, что бы повлиять на открытие тиристоров, поэтому при подаче положительного напряжения и импульса управления тиристоры откроются в момент естественной коммутации вентилей.
Если величина противо - ЭДС достаточна для влияния на момент открытия тиристоров, то в этом случае процесс включения будет отличаться от приведённого выше, т.е. когда значение напряжения питания становится равным запирающему напряжению, в этот момент подаётся импульс управления на тиристоры Т1, Т2 происходит их отпирание и через нагрузку начинает протекать ток по цепи a – a’ – T1 – Rн –Lн – Ed – T2 – b’ –b. При снижении питающего напряжения меньше запирающего напряжения, эта пара тиристоров закроется, и далее по этой же схеме в работу вступит следующая пара тиристоров. Такой режим работы преобразователя называется “режим прерывистых токов”.
В нашем опыте при всех углах управления мы получаем режим непрерывных токов, так как для поддержания постоянного тока якорной цепи нам приходилось при увеличении угла α, уменьшать величину противо - ЭДС.
U,B
I,А
Ia,А
t,c
Ib,А
Ic,А
Рис.3.3 Временные диаграммы токов и напряжений схемы с нагрузкой на противо ЭДС, при угле управления тиристорами 60º,
Lγ =0.001Гн, LB=0,011 Гн, и Rн=Rа (Ud=440В):
а) кривая мгновенного значения напряжения и её гармоник.
б) кривая мгновенного значения тока и её гармоник.
в) Кривые мгновенных значений фазных токов
Из рисунка 3.3 следует, что выпрямленное напряжение имеет только четные гармоники кратные 6 (это 6, 12, 18) и постоянную составляющую (нулевую гармонику). Сетевой ток содержи только нечетные гармоники (это 1, 5, 7 ,11, 13 и др.). В результате гармонического анализа, проведенного для различных углов управления, мы получили зависимости величин гармоник тока сети и напряжения на нагрузке от угла α.
U,B
I,А
Ia,А
t,c
Ib,А
Ic,А
Рис.3.4 Временные диаграммы токов и напряжений схемы с нагрузкой на противо ЭДС, при угле управления тиристорами 75º, Lγ =0.001Гн, LB=0,0011 Гн, и Rн=Rа (Ud=440 В):
а) кривая мгновенного значения напряжения и её гармоник.
б) кривая мгновенного значения тока и её гармоник.
в) Кривые мгновенных значений фазных токов