4.3 Расчет параметров силового трансформатора

Силовой трансформатор питания тиристорного преобразователя выбирается по расчетным значениям мощности S_тр, э.д.с. Е_2ф вторичной обмотки, фазных токов I_1ф и I_2ф соответственно в первичной и вторичной обмотках.

Вначале по выражению (13) определяется расчетное значение э.д.с. Е_2ф вторичной обмотки трансформатора:

(33)

где E_d0/Е_2ф = 2,34 - коэффициент, величина которого выбрана из табл. 3 для трехфазной мостовой схемы управляемого выпрямителя;

k_с=1,1 - коэффициент, учитывающий возможное понижение напряжения сети переменного тока численное значение коэффициента на 10% от номинального значения;

k_=1,1 - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий неполное открытие тиристоров при максимальном управляющем сигнале (рекомендуемое значение k_=1-1,15);

k_R=1,05 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в управляемом выпрямителе (рекомендуемое значение k_R  1,05);

U_{d ном} = 440 В - заданное номинальное значение напряжения на якоре электродвигателя.

Коэффициент трансформации k_тр определяется из выражения (15):

(34)

где w₁ и w₂ - число витков соответственно первичной и вторичной обмоток;

U_1ф =220 В - заданное номинальное значение фазного напряжения питающей сети переменного тока.

Расчетное действующее значение фазного тока I_2Ф вторичной обмотки трансформатора определяется по формуле (14):

, (35)

где k_i=1,07 - коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной (рекомендуемое значение k_i=1,05 ÷1,1);

k_i2 = I_2Ф/I_d = 0,815 - найденное из табл. 3 значение коэффициента для трехфазной мостовой схемы выпрямления;

I_ян=53,16 А - вычисленное номинальное значение тока якоря двигателя.

Расчетное действующее значение фазного тока I_1Ф первичной обмотки трансформатора найдем из выражения (16):

, (36)

Расчетное значение мощности трансформатора вычисляется из выражения (17):

(37)

где k_u=U_В / U_{d ном}=1,045 - коэффициент, величина которого выбрана из табл. 2 для трехфазной мостовой схемы тиристорного преобразователя;

k_с=1,1 - коэффициент, учитывающий возможное понижение напряжения сети переменного тока численное значение коэффициента на 10% от номинального значения;

k_=1,1 - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий неполное открытие тиристоров при максимальном управляющем сигнале (рекомендуемое значение k_=1-1,15);

k_R=1,05 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в управляемом выпрямителе (рекомендуемое значение k_R  1,05);

U_ян = 440 В - заданное номинальное значение напряжения на якоре двигателя.

k_s=S_тр/(E_d0 I_d)=1,045 - коэффициент схемы, величина которого находится из табл. 3 для трехфазной схемы выпрямления;

I_ян= 53,16 А - рассчетное номинальное значение тока якоря электродвигаля.

Трансформатор выбирается по следующим параметрам:

• S_тр = 32452 ВА – типовая мощность трансформатора;

• U_2фн=0,95Е_2Ф=0,95240,38 В=228,36 В – номинальное фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора;

• I_2фн= I_2ф = 46,36 А - номинальное значение фазного тока вторичной обмотки трансформатора;

• U_1фн=U_сф=220 В – номинальное фазное напряжение первичной обмотки трансформатора, равное фазному напряжению питающей сети.

Индуктивное x_тр.ф и активное r_тр.ф сопротивления трансформатора, приведенные к его вторичной обмотке определяются из выражений (18):

; (38)

, (39)

где U_к=3% - напряжение короткого замыкания в процентах от номинального значения фазного напряжения;

I_1н = 43 А - номинальное значение тока первичной обмотки трансформатора;

P_кз=S_тр0,02 - мощность потерь при коротком замыкании (для трансформаторов большой мощности составляет 2% от номинальной мощности трансформатора);

m_ф=3 - число фаз вторичной обмотки трехфазного трансформатора.

Индуктивность трансформатора, приведенная к цепи выпрямленного тока, находится из равенства:

, (40)

где а=2 для мостовых схем тиристорных преобразователей.