3.3 Расчет характеристик преобразователя

3.3.1 Расчёт регулировочной характеристики

Регулировочной характеристикой является аналитическая или графическая зависимость выпрямленного напряжения на выходе преобразователя от угла регулирования. Исходными данными для её построения служат напряжение, подводимое к вентильной схеме U₂, и режим работы выпрямителя.

В качестве расчётного принимается режим непрерывных токов при работе на активно-индуктивную нагрузку. Регулировочная характеристика строится без учёта падений напряжения на выпрямителе и в цепи выпрямленного тока.

Регулировочная характеристика для управляемого трехфазного симметричного мостового выпрямителя при работе на активно-индуктивную нагрузку в режиме непрерывных токов имеет вид:

. (40)

Изменяя угол a от 0 до 90⁰ , получим значения для построения регулировочной характеристики.

Значения минимального (a_н) и максимального (a_к) углов регулирования определяются выражениями:

, (41)

. (42)

Зависимость напряжения на якоре электродвигателя в функции угла регулирования при неизменном моменте на валу, равном номинальному, может быть определена из уравнения

, (43)

где - суммарное активное сопротивление якорной цепи системы ТП – Д ;

- сопротивление сглаживающего реактора;

- динамическое сопротивление тиристора;

- приведенное активное сопротивление обмотки трансформатора;

- коммутационное сопротивление, обусловленное перекрытием анодных токов преобразователя;

- сопротивление уравнительного реактора.

Примерный вид регулировочных характеристик зависимости выпрямленного напряжения на якоре двигателя в функции угла регулирования без нагрузки и при постоянном моменте на валу представлен на рис. 3.

Рис. 3. Регулировочные характеристики управляемого выпрямителя

3.3.2 Расчет внешних характеристик

Внешняя характеристика преобразователя представляет собой зависимость среднего значения выпрямленного напряжения Uda от выпрямленного тока Id при неизменном угле открытия тиристоров a, т. е. зависимость при . Вид внешней характеристики зависит от режима работы тиристорного преобразователя.

При работе преобразователя напряжение на нагрузке U_d меньше определённого по регулировочной характеристике U_da на величину падения напряжения на суммарном сопротивлении цепи постоянного тока.

В общем случае уравнение внешней характеристики тиристорного преобразователя имеет вид

, (44)

где - суммарное активное сопротивление якорной цепи системы ТП – Д.

Внешние (нагрузочные) характеристики тиристорного преобразователя, построенные по формуле (44) в зоне непрерывных токов, представляют собой семейство прямых линий, каждую из которых можно построить по двум точкам (рис.4):

- холостой ход: I_d = 0, U_d = U_{d a} ;

- расчетная (номинальная нагрузка): I_d = I_{d н} , U_d = U_{d a} - I_dн R_d .

Примерный вид внешних характеристик зависимости выпрямленного напряжения на якоре двигателя в функции тока нагрузки при различных значениях угла регулирования приведен на рис. 4.

Рис. 4. Внешние характеристики управляемого выпрямителя