Методические указания по выполнению расчетов

1. Выбор схемы тиристорного преобразователя.

В зависимости от исходных данных (пульсность схемы, вид ТП, тип управления преобразователем) принимается та или иная схема силовой части ТП.

• При трехпульсном выпрямлении принимается трехфазная нулевая схема ТП.

• При шестипульсном выпрямлении принимается трехфазная мостовая схема ТП.

• При двенадцатипульсном выпрямлении используется повторно-последовательная схема ТП, состоящая из двух трехфазных мостов, включенных последовательно, которые питаются напряжениями обмоток трансформатора, смещенными на 30⁰.

В зависимости от вида ТП (реверсивный или нереверсивный) принимается схема с двумя комплектами или с одним комплектом вентилей.

В зависимости от типа управления реверсивным ТП (совместное или раздельное) принимается либо схема с уравнительными дросселями, либо без них. В первом случае используется, как правило, двухканальная схема регулирования тока якоря. В маломощных трехпульсных преобразователях может быть использована одноканальная схема регулирования тока якоря.

2. Расчет величины напряжения вентильных (вторичных) обмоток питающего трансформатора.

Напряжение вентильных обмоток определяется в зависимости от заданной величины выпрямленного напряжения и пульсности схемы ТП. Используется формула:

(1)

где U₂ - действующее напряжение вторичных обмоток трансформатора

m_n - пульсность выпрямленного напряжения.

Для трехфазной нулевой схемы используется фазное значение вторичного напряжения трансформатора, для трехфазной мостовой - линейное напряжение. По приведенной формуле определяется действующее линейное или действующее фазное напряжение вентильных обмоток питающего трансформатора. В последнем случае осуществляется переход к линейному напряжению, фигурирующему в справочниках и каталогах на трансформаторы.

3. Выбор типоразмера питающего трансформатора.

Выбор типоразмера питающего трансформатора осуществляется по заданным значениям и с учетом требуемой величины напряжения вентильных обмоток. Выбирается такой типоразмер трансформатора, у которого, кроме соответствия и значение напряжения вентильных обмоток близко к расчетному U₂. Полного соответствия этого напряжения расчетному значению не требуется, т.к. в трансформаторах предусмотрена возможность регулирования этого напряжения в небольших пределах.

Выбрав питающий трансформатор, необходимо записать не только значения мощности, токов и напряжений сетевой и вентильной обмоток, но и значения напряжения короткого замыкания () и потерь короткого замыкания ().

4. Расчет и выбор тиристоров по току.

1 этап: Выбрать желаемый тип тиристоров:

1. Рассчитать ток, протекающий через плечо.

2. Задаться расчётным значением предельного тока.

3. По таблице выбрать тип тиристора, так, чтобы .

2 этап: Определить число параллельных ветвей в каждом плече преобразователя:

с учетом коэффициента неравномерности загрузки параллельных ветвей (), а также с учетом коэффициента запаса по току () определяют число параллельных ветвей по формуле:

(2)

где: I_d1 - значение максимального тока по диаграмме;

I_п - значение предельного тока вентиля.

3 этап: Определение среднего тока, протекающего через прибор:

(3)

4 этап: Проверка тиристоров по среднему току по допустимой мощности потерь:

Для принятой схемы:

(4)

Для классификационной схемы:

(5)

При соблюдении неравенства можно считать, что выбранные тиристоры по току проходят.

5. Выбор тиристоров по величине обратного напряжения.

1 этап: Определение рекомендуемого рабочего напряжения, которое характеризует работу прибора в отсутствие каких-либо перенапряжений.

а) Для трехфазной нулевой схемы:

(6)

где - коэффициент использования вентилей по напряжению.

б) Для трехфазной мостовой схемы:

(7)

в) Для двенадцатиимпульсной повторно-последовательной схемы:

(8)

2 этап: Определение повторяющегося напряжения

а) Для тиристоров (нелавинных):

(9)

б) Для диодов (нелавинных):

(10)

В справочниках дается диапазон возможных значений . По величиневыбираетсякласс прибора по напряжению. Для этого рассчитанное напряжение округляется в сторону увеличения.

6. Изображается уточненная схема силовых элементов ТП с учетом количества параллельно и последовательно включенных вентилей.

7. Построение внешних характеристик тиристорного преобразователя.