4. Вибір схеми та розрахунок параметрів випрямляча

4.1. Вибір схеми випрямляча

Вибір схеми випрямляча залежить від потужності навантаження. При потужності навантаження менше за один кіловат може використовуватись однофазна схема випрямляча. При невеликій потужності навантаження рекомендується використовувати трифазну схему з середньою точкою. Це спрощує та здешевлює схеми управління випрямлячем. Однак використання таких схем доцільне при невисоких вимогах до ККД навантаження та невеликому діапазоні регулювання напруги, тому що в цих схемах частота пульсацій в два рази менша порівняно з трифазною мостовою схемою. У випрямлячах середньої та великої потужностей використовують, як правило, трифазну мостову схему.

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 за потужністю та напругою 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 1,045 для мостової схеми та 1,35 для нульової схеми випрямляча.

Розрахункове значення необхідної фазної напруги вторинної обмотки трансформатора визначається як

(15)

де k₁ = 1,1 – коефіцієнт запасу за напругою, який враховує допустиме зниження напруги в мережі на 10 %;

k₂ = 1,05 – коефіцієнт запасу за напругою, який враховує неповне відкриття тиристорів випрямляча.

Рекомендується вибирати трансформатори серії ТСП або ТСЗП (табл.Д3).

Опір обмоток трансформатора, з’єднаних зіркою, визначають з дослідів холостого ходу та короткого замикання. Активний опір фази трансформатора при з’єднанні фаз зіркою, приведений до вторинної обмотки, визначають 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.