2 Выбор силового трансформатора

2.1 Расчёт параметров и выбор силового трансформатора

Выбор трансформатора производится по расчётным значениям первичного и вторичного токов (I₁,I₂), фазных напряжений (U₁,U₂) и типовой мощности S_т. Расчётное значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора:

, (1)

где K_R – коэффициент, учитывающий падение напряжения за счет коммутации и активных сопротивлений трансформатора, вентилей, сглаживающего реактора; предварительно K_R = 1,05;

K_U – коэффициент схемы (для трехфазной мостовой схемы K_U = 2,34);

K_Cmin – коэффициент, учитывающий допустимое понижение напряжения сети до U_Cmin,

, (2)

;

.

В каталогах на трансформаторы обычно указывается линейное вторичное напряжение.

При соединении треугольником

, (3)

.

Установившийся ток нагрузки

, (4)

.

Расчетное значение тока вторичной обмотки при токе нагрузки I_d:

, (5)

где K_I – коэффициент схемы, характеризующий отношение токов I₂/I_d в идеальном выпрямителе при X_d = ∞ (для трёхфазной мостовой ).

.

Расчётный коэффициент трансформации при схеме соединения трансформатора "звезда - треугольник":

, (6)

; .

Расчётное значение тока первичной обмотки:

, (7)

.

Расчётное значение типовой мощности трансформатора:

, ( 8)

.

По расчётным данным выбираем трансформатор, имеющий параметры, удовлетворяющие условиям:

U_1ЛН = U_СН ; S_ТН > S_Т ; U_2ЛН > U_2Л ; I_2Н > I₂ .

Параметры выбранного трансформатора приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Параметры трансформатора

Тип трансформатора			ТСЗПМ-200/0,7
Номинальная мощность SТН , кВА			206
Номинальное напряжение	силовой обмотки U1ЛН , В			380
	вентильной обмотки U2ЛН , В			410
Номинальный ток вентильной обмотки I2Н , А			290
Напряжение короткого замыкания UК , %			5,75
Ток холостого хода IХХ , %			1,5
Потери		холостого хода PХХ , Вт	800
		короткого замыкания PКЗ, Вт	3200

2.2 Проверка выбранного трансформатора

При проверке трансформатора необходимо проверить, обеспечивает ли он нужное напряжение на выходе выпрямителя, выдерживает ли заданные перегрузки и удовлетворяет ли условиям допустимости нагрева.

Активное, полное и индуктивное сопротивление рассеяния фазы трансформатора, приведенные ко вторичной стороне:

, (9)

;

, (10)

Учитывая, что , получим:

;

, (11)

.

Выпрямленное напряжение на зажимах двигателя при угле управления

α = 0 с учетом максимального понижения напряжения сети, падения напряжения на трансформаторе, вентилях и сглаживающем реакторе (для трёхфазной мостовой схемы):

, (12)

где U_ТМ – импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора (можно предварительно принять U_ТМ =2В).

Формула (12) не учитывает падения напряжения на активном сопротивлении сглаживающего реактора, поэтому рассчитанное напряжение должно быть выше U_Н на 3…15 В.

.

U > U_Н ,

807 В > 410 В, следовательно выбранный трансформатор обеспечивает необходимое напряжение на двигателе.

Ток, потребляемый двигателем при максимальной перегрузке:

, (13)

.

Вторичный ток трансформатора при заданной перегрузке в течение 2 с:

, (14)

.

Допустимый вторичный ток трансформатора в течение 10 с при перегрузке 150%:

, (15) .

Трансформатор выдержит перегрузку, так как ток перегрузки (I_2П) и время его действия (2 с) ниже допустимых значений (434А < 725 А; 2 с < 10 с).

Среднеквадратичное значение вторичного тока трансформатора I_2СКВ определяется за цикл по значениям вторичных токов во время установившихся нагрузок и перегрузок, соответствующих графикам нагрузки (см. рисунок 1). Для однокомплектного преобразователя:

, (16) .

Среднеквадратичный ток I_2СКВ меньше номинального I_2Н (210 А < 238 А). Таким образом, трансформатор удовлетворяет всем требованиям. Переход на другой трансформатор меньшей мощности невозможен, так как он не выдержит допустимые перегрузки.