3 Выбор схемы преобразователя, расчет элементов преобразовательного устройства

Для силовой части электропривода выберем встречно-параллельную трехфазную нулевую схему реверсивного преобразователя с раздельным управлением.

Рисунок 2 – Силовая часть реверсивного преобразователя

Схема регулирования скорости – двухконтурная. Внутренний контур – контур регулирования тока, внешний – контур регулирования скорости.

Рисунок 3 – Функциональная схема тиристорного электропривода

4 Расчет и выбор элементов системы электропривода

Выбор преобразовательного трансформатора:

Для выбора трансформатора определим значение ЭДС холостого хода преобразователя ,B:

где – номинальное значение ЭДС двигателя, В:

–коэффициент загрузки по току, ;

–напряжение спрямления ВАХ тиристора,В;

–коэффициент, опреде­ляющий возможные колебания напряжения в питающей сети, ;

–минимальный угол управления тиристорным преобразователем, эл. градусов;

А – коэффициент, харак­теризующий наклон нагрузочной характеристики преобразователя от влияния коммутации вентилей, А = 0,5;

–напряжение короткого замыкания, ,

–коэффициент, определяющий степень загрузки преобразовательного трансформатора, .

Далее определим суммарное активное сопро­тивление цепи выпрямленного тока , В:

Учитывая значения, найденные выше, определим значение ЭДС холостого хода преобразователя ,B:

Фазовое напряжение на вторичной обмотке преобразовательного трансформатора (В) определим из равенства:

Полная мощность первичной и вторичной ( и ) обмоток, типовая мощность трансформатора ,Bт;

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора (A) определим из равенства :

По полученным данным выбираем трансформатор ТСТ-6,3 УХЛ4.

Таблица 5 – Технические данные трансформатора ТСТ-6,3 УХЛ4

Номинальная мощность , В∙А	5000
Напряжение первичной обмотки ,B	360
Напряжение первичной обмотки ,B	60
Напряжение короткого замыкания , %	2,0
Ток короткого замыкания , %	15

Уточняем значение ЭДС холостого хода ,B:

Выбор тиристоров:

Максимальное обратное напряжение на вентилях (B) для трехфазной нулевой схемы определяется соотношением:

Необходимый класс вентилей по напряжению U_кл (B) выбираем на основании соотношения:

где – коэффициенты, учитывающие повторяющие и кратковременные перенапряжения на вентилях.

Выбор вентиля по току производим на основании максимального среднего значения тока (А), проходящего через тиристор:

где – число фаз преобразователя,

На основании полученных данных выбираем тиристоры 2 класса, типа Т25.

Выбор сглаживающего дросселя:

В трехфазной нулевой схеме амплитудные значения гармонических составляющих выпрямленного напряжения U_dm связаны с его значением U_do и углом регулирования преобразователя α следующим выражением:

где – угол регулирования,эл. градусов;

–кратность гармоники, ;

–число пульсаций, ;

Используя данные значения получаем:

Из полученного соотношения выражаем амплитудное значение гармонических составляющих выпрямленного напряжения , В:

Индуктивность, требуемая для обеспечения допустимого значения пульсаций выпрямленного тока в цепи нагрузки , Гн:

где ω – круговая частота сети, ω = 314 с^-1, ;

Требуемое значение индуктивности сглаживающего дросселя опреде­ляется по соотношению:

где – индуктивность фазы преобразовательного трансформатора, при­веденная к вторичной обмотке, Гн;

–индуктивность якоря двигателя, Гн.

Индуктивность фазы преобразовательного трансформатора приближенно можно определить из уравнения, Гн:

где – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

–ток фа­зы трансформатора, A:

Тогда

Индуктивность якоря двигателя определим из таблицы 4:

Тогда требуемое значение индуктивности сглаживающего дросселя:

Расчёт постоянных времени:

Электромагнитная постоянная времени , с:

где – эквивалентная индуктивность цепи преобразователь-двигатель, Гн;

–эквивалентное активное сопротивление цепи, Ом.

Эквивалентная индуктивность цепи определяется по формуле:

Эквивалентное активное сопротивление цепи определяется по формуле:

где – приведенное активное сопротивление фазы трансформатора, Ом:

–коммутационное сопротивление двигателя, Ом:

–активное сопротивление щеточного контакта, Ом:

Рассчитаем эквивалентное активное сопротивление цепи:

Тогда электромагнитная постоянная времени равна:

Электромеханическая постоянная времени , с:

где – суммарный момент инерции, м∙кг²;

–коэффициент пропорциональности.

Суммарный момент инерции определяется по формуле:

Коэффициент пропорциональности равен:

Найдем электромеханическую постоянную времени: