4. Пример расчета и выбора элементов силовой части выпрямителя

Исходные данные для расчета: параметры силовой цепи U_Л =380В, частота = 50 Гц, возможные колебания напряжения сети ±10%.

Параметры электродвигателя постоянного тока: Р_н = 47 кВт, I_н = 240 А, n_Н = 770 об/мин, U_Н = 220 В, Р = 2, R_Я. = 0,035 Ом.

Для управления выпрямительной и инверторной группами преобразователя используется согласованное управление (см. рис. 1).

4.1 Расчет и выбор силового трансформатора

Напряжение условного холостого хода тиристорного преобразователя находим из выражения

.

Отдельные составляющие правой части уравнения предварительно могут быть приняты следующими:

^{= U Н = 220 В – среднее значение выпрямленного напряжения;}

падение напряжения на активном сопротивлении сглаживающего реактора

,

.

Принимаем равным 2 В.

Среднее значение падения напряжения на тиристоре

,

В,

где - напряжение спрямления

,

В;

- динамическое сопротивление тиристора, определяемое по формуле

,

где U_К = 1В – классификационное падение напряжения средней группы,

А, Ом.

Падение напряжения на активном сопротивлении силового трансформатора рассматриваемой схемы (см. рис. 1)

В.

Падение напряжения на активном сопротивлении уравнительных реакторов, которые устанавливаются в системе при использовании согласованного управления выпрямительной и инверторной группами преобразователя:

В.

где - коммутационное падение напряжения

,

В,

здесь А = 0,5 – коэффициент, определяемый схемой трансформатора и преобразователя;

U_k% = 6 – напряжение короткого замыкания силового трансформатора.

Напряжение на выходе преобразователя при условном холостом ходе с учетом возможных колебаний в питающей сети:

,

=1,1(220+2+2,2+6,6+6,6+1,45)=263 В.

Необходимое напряжение на вторичной обмотке силового трансформатора

В;

В.

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора без учета коммутационных режимов и пульсаций:

А.

Действующее значение первичного тока:

А.

Мощность, выделяемая на первичной и вторичной сторонах силового трансформатора, из условия поочередной работы выпрямительной и инверторной групп:

кВА.

Расчетная габаритная мощность трансформатора с двумя вторичными обмотками:

кВА.

В качестве силового трансформатора можно использовать либо трансформатор с двумя вторичными обмотками, либо два отдельных трансформатора.

В рассматриваемом случае из-за отсутствия стандартного двухобмоточного трансформатора с мощностью, близкой к Р_Т, использован второй вариант, в котором применены трансформаторы ТСП-100/0,7

Технические данные трёхфазного трансформатора приведены в табл. 2.

Ввиду того, что номинальные значения мощности, напряжения и тока вторичной обмотки выбранного трансформатора превосходят расчётные, проверка составляющих выражений: , , , не требуется.

Таблица 2. Технические данные трёхфазного трансформатора

Наименование параметра	Значение
Тип трансформатора	ТСП-100/0,7
Номинальная мощность кВА	93
Напряжение первичной обмотки В	380
Напряжение вторичной обмотки В	205
Ток вторичной обмотки, А	262
Мощность короткого замыкания Вт	2300
Мощность холостого хода Вт	400
Напряжение короткого замыкания %	5,8
Ток холостого хода I0, %	4

В дальнейших расчетах необходимо учитывать технические данные выбранного трансформатора ТСП-100/0,7.