1.3 Проверка спп по перегрузочной способности

Целью проверки по перегрузочной способности является обеспечение нормальной работы СПП в переходных режимах. (методика расчета изложена в [1]).

Определим потери мощности на тиристоре при токе, предшествующем

перегрузке

(1.8)

Определим потери мощности на тиристоре для тока, соответствующего перегрузке:

(1.9)

где i'_tavпер =40,32 А - ток через тиристор, соответствующий перегрузке.

Определяем тепловое сопротивление переход-среда для тиристора:

(1.10)

По графику зависимости Z_thja = f(t) [2] определяем время перегрузки, допустимой для нашего тиристора t_m=0,15 с.

Определяем реальное время перегрузки t_пеp равное времени пуска двигателя:

(1.11)

где J_пp - момент инерции привода, приведенный к валу двигателя, кгм²;

ω_н - номинальная частота вращения двигателя, рад/с;

М_н - номинальный момент на валу двигателя;

, М_С - статический момент на валу двигателя, принимаем М_С = М_Н.

J_пр определяем как

J_пр=2J_д (1.12)

где J_д – момент инерции якоря двигателя, кгм².

Подставив значение J_д мы получим:

J_пр=1,2·0,038=0,046

Номинальный момент на валу двигателя определяется по формуле:

(1.13)

где Р_Н – номинальная мощность двигателя, Вт.

Согласно формуле (1.15) номинальный момент двигателя равен:

После расчетов по формуле 1.13 получим:

с

Таким образом, видно, что t_nep меньше, чем t_m, т.е. время перегрузки, которую может выдержать тиристор больше, чем время реальной перегрузки, следовательно, тиристор проверку по перегрузочной способности проходят и выбраны верно.

1.4 Выбор спп по напряжению

Произведем выбор СПП по напряжению, или, точнее, выберем класс тиристоров и диодов по напряжению. Класс по напряжению принимают исходя из того, чтобы повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии U_drm было больше, чем максимальное значение напряжения, прикладываемое к тиристору в схеме:

U_DRM ≥ U_maxK_зи . (1.14)

где U_DRM – класс по напряжению;

U_m – максимальное значение напряжения, прикладываемого к тиристору или диоду на схеме, В;

K_зи – коэффициент запаса по рабочему напряжению. Принимаем К_зи=1,65.

Амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора определяется как:

(1.15)

где U_2ф – фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В;

Таким образом:

В

Максимальное значение напряжения, прикладываемого к тиристору (диоду) в схеме определяется по формуле

U_m = U_mn  К_сх , (1.16)

где U_mn­ – амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора, В;

К_сх – коэффициент схемы.

В

Тогда соотношение U_DRM, согласно формуле (1.19), равно:

U_DRM=727,927·1,65=1199,982 В

Таким образом, из неравенства (1.21) выбираем тиристор 12 класса по напряжению, т.е. имеющий U_drm = 1200 В.

Окончательно выбираем тиристоры Т 122-25-12 с охладителем О221-60.

2 Расчет и выбор элементов силовой части преобразователя и элементов защиты СПП

Полная принципиальная схема силовых цепей трехфазного мостового выпрямителя приведена на рисунке 1. В соответствии с этой схемой силовые цепи содержат трехфазный трансформатор TV1; двигатель постоянного тока Ml; сглаживающий дроссель L1; тиристоры VS1-VS6; R-C цепочки R1-C1, R2-C2, R3-C3, R4-C4, R5-C5, R6-C6.

Трансформатор предназначен для согласования фазного напряжения сети с напряжением на входе выпрямителя и потенциальной развязки сети и силовой части выпрямителя.

Сглаживающий дроссель предназначен для ограничения зоны прерывистого тока на заданном уровне, а также для защиты тиристоров от токов КЗ и сглаживания помех поступающих от работы выпрямителя в сеть.

R-C цепочки предназначены для защиты СПП от перенапряжений и недопустимой скорости нарастания тока.