4.1. Выбор тиристорного преобразователя

Для обеспечения реверса двигателя и рекуперации энергии в тормозных режимах выбираем двухкомплектный реверсивный преобразователь для питания цепи якоря. Принимаем встречно-параллельную схему соединения комплектов и раздельное управление комплектами. Выбираем трехфазную мостовую схему тиристорного преобразователя, стандартный преобразователь, входящий в состав комплектного тиристорного электропривода КТЭУ.

;

I_dN ≥ I_яN = 37 А

Принимаем: КТЭУ – U_dN/I_dN – АБВГД – УХЛ4 [2, C.9].

U_dN = 230 В;

I_dN = 50 А;

А = 1 – количество двигателей;

В = 2 – трансформаторная связь с сетью;

Г = 1 – основной регулируемый параметр: ЭДС или скорость;

Д = 2 – состав коммуникационной аппаратуры: с линейным контактором, динамическим торможением.

КТЭУ – 230/50 – 13212 – УХЛ4.

Выберем способ связи тиристорного преобразователя с сетью. Питание силовых цепей в электроприводах КТЭУ с номинальными токами до 1000 А осуществляется от трехфазной сети переменного тока с линейным напряжением U_c=380 В через понижающий трансформатор или токоограничивающий реактор. Выбор способа связи преобразователя с сетью зависит от номинального напряжения якоря двигателя (или пары двигателей). Если номинальное напряжение якоря равно 440 В, то целесообразно использовать бестрансформаторное питание через токоограничивающий реактор. Если номинальное напряжение якоря равно 220 В, применяется понижающий трансформатор.

Если I_dN 200 А, то питание цепи возбуждения в электроприводе КТЭУ выполняется от однофазной сети переменного тока с напряжением 380 В через мостовой выпрямитель. При больших номинальных токах – от трехфазной сети с напряжением 380 В через нереверсивный мостовой тиристорный преобразователь. Если выбран двухдвигательный привод, то обмотки возбуждения двигателей соединяются параллельно.

Выбор силового трансформатора

При трансформаторном варианте связи с сетью следует выбрать трансформатор типа ТСП – трехфазный двухобмоточный сухой с естественным воздушным охлаждением открытого исполнения (или ТСЗП – защищенного исполнения).

Номинальное линейное напряжение вентильных обмоток трансформатора:

. (60)

где U_αN – номинальное напряжение тиристорного преобразователя, В

Номинальный вторичный ток трансформатора I_2N должен соответствовать номинальному току тиристорного преобразователя I_dN. Эти токи для трехфазной мостовой схемы преобразователя связаны по формуле:

I_2N = 0.816 • I_dN = 0,816 • 50 = 40,8 A. (61)

где I_αN – номинальный ток тиристорного преобразователя, А

Выпишем данные выбранного трансформатора:

• тип трансформатора – ТСП – 16/0,7 – УХАУ [2, c.270];

• схему соединения первичных и вторичных обмоток - ;

• номинальную мощность - S_т = 14,6 кВА;

• номинальное линейное напряжение первичных обмоток U_1N = 380 В;

• номинальное линейное напряжение вторичных обмоток U_2N = 205 В;

• номинальный линейный ток вторичных обмоток I_2N = 41А;

• мощность потерь короткого замыкания P_к = 550 Вт;

• относительное напряжение короткого замыкания U_к = 5,2 % .

Расчет параметров трансформатора

Коэффициент трансформации:

, (62)

где U_2N – номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В;

U_1N – номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, В

Номинальный линейный ток первичных обмоток:

I_1N = S_m/(√3 • 380) = 14600/((√3 • 380) = 22,2 А (63)

где S_m – номинальная мощность трансформатора, В

Активное сопротивление обмоток одной фазы трансформатора:

. (64)

где Р_к – мощность потерь короткого замыкания, Вт

Активная составляющая напряжения короткого замыкания:

. (65)

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:

. (66)

где u_k – напряжение короткого замыкания, %;

u_kа – активная составляющая напряжения короткого замыкания, %

Индуктивное сопротивление обмоток фазы трансформатора:

. (67)

Примечание: сопротивление R_T и X_T представляют собой сумму сопротивлений (соответственно активного и индуктивного) первичной обмотки, приведённого к вторичной цепи и вторичной обмотки в эквивалентной схеме ( ).

Индуктивность фазы трансформатора:

L_т = , (68)

где Ω_с – угловая частота сети (при частоте питающей сети 50 Гц ; Ω_с= = 314 рад/с).