2. Расчет основных параметров (напряжений и токов обмоток) и выбор трансформатора.

Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока в разрабатываемой системе преобразователь-двигатель осуществляется изменением напряжения на якоре путем регулирования выпрямленного напряжения преобразователя. Преобразователь должен иметь такое значение максимальной выпрямленной э.д.с. (E_do), чтобы при известном ограничении углов включения тиристоров (α_min), максимальном падении напряжения в цепи преобразователь-двигатель (при максимальном токе) и возможном снижении напряжения питающей сети к якорю двигателя прикладывалось напряжение, обеспечивающее номинальную скорость вращения двигателя. Это условие может быть записано в виде уравнения баланса напряжений цепи преобразователь-двигатель:

где - коэффициент, учитывающий наибольшее снижение напряжения питающей сети, и - соответственно минимальное и номинальное значение напряжения сети; - минимальный угол включения тиристоров, =(5-7) эл.град при раздельном управлении комплектами и =(20-30)эл.град при совместном управлении; - значение э.д.с. вращения двигателя при номинальной скорости, определяемой по паспортным данным двигателя: , где и - номинальное напряжение и ток двигателя, - сопротивление якорной цепи двигателя; - суммарное пороговое напряжение n тиристоров, работающих последовательно в схеме выпрямления одного комплекта , n=1 для трехфазной и шестифазной нулевых схем, n=2 для однофазной мостовой и трехфазной мостовой схем и т.п.; = (1-1,5)В – пороговое напряжение одного тиристора; - коэффициент перегрузки двигателя по току; - номинальный ток преобразователя; - активное сопротивление цепи преобразователь–двигатель; - суммарное активное сопротивление обмоток трансформатора, входящих в контур протекания выпрямленного тока, приведенное к его вторичной обмотке, для трехфазной и шестифазной нулевых схем, для трехфазной мостовой схемы; - суммарное динамическое сопротивление n последовательно включенных тиристоров в схеме выпрямления; - активное сопротивление обмоток всех дросселей (уравнительных и сглаживающих), включенных последовательно в контур протекания тока нагрузки. - напряжение короткого замыкания трансформатора; А- коэффициент, определяющий составляющую коммутационного падения напряжения, А=0,18 для однофазной мостовой схемы, А=, 87 для трехфазной нулевой схемы, А=1,5 для шестифазной нулевой схемы, А=0,5 для трехфазной мостовой схемы.

Принимаем , где - номинальное выпрямленное напряжение преобразователя.

Из уравнения (2.1) получим:

После вычисления , рассчитываем действующее значение фазной э.д.с. вторичной обмотки трансформатора

где - коэффициент схемы выпрямления, =0,9 для однофазной мостовой схемы, =1,17 для трехфазной нулевой схемы, =1,35 для шестифазной нулевой схемы, =2,34 для трехфазной мостовой схемы.

Рассчитываем требуемый коэффициент трансформации трансформатора и по известным формулам (табл.2.1-2.3) рассчитываем действующие значения фазных токов первичной и вторичной обмоток трансформатора, расчетные значения мощностей первичной и вторичной обмоток , типовую мощность трансформатора.

Трансформатор выбирается по типовой мощности и э.д.с. вторичной обмотки.

Используя паспортные данные, рассчитываем параметры обмоток трансформаторы, приведенные к его вторичной обмотке:

где , , - соответственно полное сопротивление короткого замыкания, активное сопротивление и индуктивное сопротивление; , - номинальные значения фазного тока и фазного напряжения первичной обмотки трансформатора; - мощность потерь короткого замыкания трансформатора; - коэффициент трансформации; - число фаз питания трансформатора.