4. Вибір схеми та розрахунок параметрів випрямляча

4.1. Вибір схеми випрямляча

Вибір схеми випрямляча залежить від потужності навантаження. Асинхронний двигун має потужність 5,5 кВт тому для випрямлення напруги обираємо трифазну нульову схему випрямляча. Схему робимо реверсивною для здійснення обміну енергією між живлячою мережею та навантаженням. Для цього випрямляч виконується за зустрічно-паралельною схемою, яка містить дві групи керованих вентилів (по 3 на кожну), одна з яких працює в режимі випрямляча, а інша – в режимі інвертора відомого мережею . Керування випрямлячем буде здійснюватись роздільним способом, який забезпечує підвищені техніко-економічні показники у порівнянні з сумісним способом керування. При роздільному керуванні не допускається одночасна подача керуючих імпульсів на тиристори обох груп, тому в схемі керування передбачено встановлення датчика провідності вентилів, який „забороняє” подачу імпульсів керування на одну групу вентилів, доки вентилі другої групи не будуть повністю закриті. Для мостової схеми потрібен трансформатор тому використання струмообмежувальних реакторів недоцільне.

4.2. Вибір та розрахунок параметрів силового трансформатора.

Для узгодження напруги двигуна з напругою мережі використовуються силові трансформатори. Необхідність використання трансформатора може бути розрахована виходячи з потрібного значення найбільшої напруги на виході випрямляча

(12)

де k_сх – коефіцієнт схеми, який дорівнює 2,34 для мостової схеми, та 1,17 для нульової схеми випрямляча,

U_ф – фазна напруга електричної мережі, В.

Очевидно, що необхідна умова буде виконуватися для мостових схем випрямлячів. Для цих випрямлячів доцільно застосування струмообмежувальних реакторів. Для випрямлячів з нульовими схемами умова не виконується і потрібна установка трансформатора, що підвищує напругу.

Трансформатор вибирається по потужності та напрузі на обмотках

13)

де U_{тр розр} – розрахункове значення необхідної фазної напруги вторинної обмотки трансформатора, В;

S_{тр розр} – типова розрахункова потужність трансформатора, кВА.

Типова розрахункова потужність трансформатора визначається

(14)

де k_p – коефіцієнт, який дорівнює 1,35 для нульової схеми випрямляча.

Розрахункове значення необхідної фазної напруги вторинної обмотки трансформатора визначається як

(15)

Де: k₁ = 1,1 – коефіцієнт запасу по напрузі, який враховує допустиме зниження напруги в мережі на 10 %;

k₂ = 1,05 – коефіцієнт запасу по напрузі, який враховує неповне відкриття тиристорів випрямляча.

Трансформатор вибираний з серії ТСП (табл. д3).

Опір обмоток трансформатора, з’єднаних зіркою, визначены з дослідів холостого ходу та короткого замикання. Активний опір фази трансформатора при з’єднанні фаз зіркою, приведений до вторинної обмотки, визначений за значенням втрат потужності короткого замикання

(16)

де І_2н – номінальний струм фази вторинної обмотки трансформатора, А.

Значення повного опору фази трансформатора, приведене до вторинної обмотки, визначають так:

(17)

де U_к – напруга короткого замикання трансформатора, %;

U_2н – номінальна напруга фази вторинної обмотки трансформатора, В.

Значення індуктивної складової опору Х_{тр ф} визначається повним опором фази Z_{тр ф} та активним опором фази R_{тр ф}

(18)

Індуктивність однієї фази трансформатора, приведена до вторинної обмотки:

(19)

де f_с – частота напруги мережі живлення, Гц

Табл.3. Параметри обраного трансформатора серії ТСП.

Тип трансформатора	Номінальна Потужність, кВА	Напруга мережної обмотки, В	Вторинна обмотка		Витрати, Вт		Uк %	I xx %	Габаритні розміри, мм			Маса, кг
			Напруга, В	Струм, А	Рхх	Рк.з			L	B	H
ТСЗП-63/0,7- УХЛ4	14,6	380 660	460	25	140	550	5.2	10	625	305	385	120