6 Расчёт и построение внешних, регулировочных и

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

На основе математического описания [1] разработана программа расчёта внешних, регулировочных, энергетических и ограничительных характеристик преобразователя, с помощью которой построены характеристики на ЭЦВМ. Расчеты внешних характеристик выполнены для углов α – const, обеспечивающих при номинальном напряжении в сети и потребляемом двигателе токе I_y напряжение на двигателе U_З 220, 110, 0, -110, -220.

Расчеты выполнены для следующих данных:

В таблицах 4-7 приведены распечатки полученных результатов.

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Графические зависимости приведены на рисунках 4 и 5 с разными масштабами тока. Видны области прерывистого и непрерывистого тока. Граничный ток при 0,5U_З = 220 В равен 7А.

Рисунок 4 – Внешние и ограничительная характеристики , построенные с помощью ЭЦВМ и полученные приближенным расчетом

Рисунок 5 – Внешние и ограничительная характеристики, построенные с помощью ЭВМ в большем масштабе по току и приближенная внешняя характеристика в области прерывистого тока

Для напряжения 0,5U_З, равного 220 В, расчетом с помощью ЭЦВМ определен угол α = 23,658 град. эл. Для этого угла произведен расчёт.

Напряжение на холостом ходу в прерывистом режиме:

(46)

где ;

n_г – число групп вентилей; для трёхфазной мостовой схемы n_г = 2.

Напряжение на холостом ходу в идеальном выпрямителе в непрерывном режиме:

(47)

Тогда граничный ток определяется формулой:

(48)

где X_Σ = n_г^.X_a + X_d – суммарное индуктивное сопротивление в цепи преобразователя.

Уравнение внешней характеристики в непрерывном режиме:

(49)

Тогда при I_d = I_{d гр} = 6,3 А,

при I_d = I_У = 506 А,

Уравнение ограничительной характеристики:

(50)

где δ_min – минимально допустимый угол выключения; принимаем δ_min = 15^°.

Тогда при I_d = 0,

при I_d = I_У = 506 А,

Характеристики, построенные приближенным методом, практически совпадают с характеристиками, полученными с помощью ЭЦВМ. Можно сделать вывод, что приближенный метод пригоден для расчёта и активное сопротивление мало влияет на вид внешних характеристик.

Расчеты регулировочных характеристик преобразователя выполнены для четырёх значений тока I_d: I_d = I_dmin, I_d = I_dгрmax, I_d = I_y, I_d =I_п. Распечатка результатов, полученных при расчете регулировочной характеристики, приведена в таблицах 8-11 , а графические зависимости на рисунке 6.

Таблица 8

Таблица 9

Таблица 10

Таблица 11

Рисунок 6 – Регулировочные характеристики преобразователя U = f(α),

полученные с помощью ЭВМ

Результаты расчета регулировочной характеристики системы управления при косинусоидальном опорном напряжении приведены в таблицах 12 – 15.

Таблица 12

Таблица 13

Таблица 14

Таблица 15

Результаты расчета регулировочных характеристик преобразователя весте с системой управления U = f(U_упр) выполнены для тех же значений тока I_d, что и характеристики преобразователя, напряжение смещения U_см принято равным 0. Результаты расчетов приведены в виде графических зависимостей для всех токов на рисунке 7.

Рисунок 7 – Регулировочные характеристики преобразователя U = f(U_упр), полученные с помощью ЭВМ (при U_см = 0)

Расчет энергетических характеристик для КПД в функции нагрузки выполнен для тех же значений заданного напряжения U_z , что и внешние характеристики. Графические зависимости приведены на рисунке 8.

Рисунок 8 – Энергетические характеристики преобразователя η = f(I_d) для разных заданных напряжений, полученные с помощью ЭЦВМ

Расчет энергетических характеристик КПД, cos φ, 𝜈, 𝜒 в функции тока выполненной для заданного напряжения. Распечатка результатов расчета приведена в таблице 16 , графические зависимости – на рисунке 9.

Таблица 16

Рисунок 9 – Энергетические характеристики при изменении тока

нагрузки, полученные с помощью ЭЦВМ

Расчет энергетических характеристик в функции глубины регулирования напряжения на двигателе выполнен для тока I_d = I_y. Распечатка результатов расчета приведена в таблице 17, а графические зависимости на рисунке 10.

Таблица 17

Рисунок 10 – Энергетические характеристики при регулировании напряжения на якоре двигателя, полученные с помощью ЭЦВМ

В таблице 18 приведены результаты для выпрямительного и инверторного режима при токе I_y для номинального напряжения на якоре.

Таблица 18

Режим	U, В	η	cos φ	𝜒	𝜈
Выпрямительный	220	0,915	0,806	0,797	0,989
Инверторный	220	0,91	0,695	0,685	0,980

В преобразователе обеспечивается номинальное напряжение на нагрузке при установившемся токе в выпрямительном и инверторном режиме. Следовательно, он удовлетворяет требованиям задания.