4.3. Визначення параметрів тиристорів керованого випрямляча

Найбільше значення напруги на тиристорах буде в режимі холостого ходу перетворювача. Воно визначається:

• для мостових безтрансформаторних схем

(20)

де U_ф – фазна напруга мережі живлення, В.

• для нульових трансформаторних схем

(21)

де U_2н – фазна номінальна напруга вторинної обмотки трансформатора, В.

Середнє значення струму, який протікає через плече випрямляча, визначається

(22)

де m – кількість фаз випрямляча;

k_пер – коефіцієнт кратності перевантаження перетворювача за струмом;

k_у – коефіцієнт, враховуючий наявність зрівнювального струму при використанні реверсивної схеми з сумісним управлінням. При використанні роздільного управління та для нереверсивних схем k_у =1.

Вважаючи нагрів тиристора (і²·t) пропорційним і враховуючи математичну залежність t та λ, можна визначити середній струм, який протікає через тиристор

(23)

(24)

де kl - коефіцієнт кута провідності тиристора.

Кут провідності тиристора визначається на підставі виразу

(25)

Залежність коефіцієнта k_λ від кута провідності тиристора λ дається в табл. 1.

Таблиця 1

Залежність коефіцієнта k_λ від кута провідності тиристора

λ	180˚	120˚	90˚	60˚	30˚
kλ	1,0	0,817	0,707	0,575	0,407

Тиристори вибираються за умовою [4]

. (26)

4. . Вибір струмообмежувальних реакторів

Струмообмежувальні реактори встановлюються на вході керованого випрямляча і застосовуються для обмеження швидкості зростання струму в ланцюзі тиристорів. Швидкість зростання анодного струму є важливим параметром, оскільки перевищення швидкістю допустимого значення приводить до руйнування тиристора.

Реактор вибирається за необхідною індуктивністю, струмом на вході перетворювача та напругою.

. (27)

Необхідна розрахункова індуктивність реактора для мостових схем визначається як

(28)

де - максимально припустима швидкість зростання анодного струму в ланцюзі тиристора (паспортний параметр тиристора), А/с.

Струм на вході перетворювача:

(29)

де DP_v - сумарні втрати у вентилях випрямляча, Вт;

DU_v = 0,5 - 2 В – падіння напруги на тиристорі.

Рекомендується вибирати реактори серії РТСТ (табл. Д4).

4. . Розрахунок параметрів силового контуру керованого

випрямляча

Після вибору силового трансформатора необхідно визначити індуктивність та активний опір силового контуру тиристорного перетворювача.

Індуктивність силового контуру тиристорного перетворювача визначається так:

, (30)

де L_{тр ф (р)} - індуктивність фази силового трансформатора або струмо- обмежувального реактора, Гн;

n – кількість послідовно ввімкнених вторинних обмоток трансформатора або обмоток струмообмежувального реактора; = 2 для мостової і =1 для нульової схеми випрямляча.

Еквівалентний опір тиристорного перетворювача R_тп:

, (31)

де R_к - комутаційний опір, Ом.

(32)

де W кутова частота напруги мережі живлення, с^-1.

Кут вмикання тиристорів у номінальному випрямляючому режимі визначається з рівнянь

(33)

(34)

де U_d0 – напруга на виході випрямляча в некерованому режимі, В.

(35)

де U_2н – напруга вторинної обмотки трансформатора, В;

U_ф – фазна напруга електричної мережі, В;

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

Для номінального випрямлювального режиму кут комутації або кут перекриття γ_н може бути визначеним з рівняння комутації

(36)

де a_н - кут вмикання тиристорів у номінальному випрямлювальному режимі;

X_{тр ф (р)} – індуктивний опір фази трансформатора або струмообмежувального реактора, Ом.