3.2. Расчет токов в цепях схемы

Условия работы вентильного плеча определяются максимальным I_V.max и средним I_V.ср значениями тока, поэтому для проектирования преобразователя необходимо рассчитать их через известный ток выпрямителя I_d.ном или инвертора I_d.инв. Соотношения между ними определяются схемой преобразователя (см. табл. 4).

Заданием предусмотрена работа схем при абсолютно сглаженном токе преобразователя (I_d = const, так как X_d = ). В этом случае значения мгновенного и максимального тока вентильного плеча равны, причем для простых и сложных мостовых схем последовательного типа I_V.max = I_d.ном, для сложных схем параллельного типа I_V.max = 0,5 I_d.ном.

Среднее значение тока в этих цепях

, (9)

где  = 2/3 – продолжительность проводящего состояния вентильного плеча.

Ток, вычисленный по уравнению (9), позволяет выбрать тип и рассчитать число параллельно соединенных вентилей в плече.

Действующее значение тока вентильной обмотки трансформатора I₂ определяется из соотношений, приведенных в табл. 4. Для сложных двенадцатипульсовых схем выпрямления параллельного и последовательного типов токи I₂ вычисляются для каждой из секций: для секции «звезды» используется значение соотношения I₂/I_d, указанное в числителе, для секции «треугольника» – в знаменателе (см. табл. 4).

При расчете трансформатора для выпрямительно-инверторного преобразователя следует рассчитать токи в дополнительных обмотках на вторичной стороне через I_d.инв. Значение I_2.инв = f(I_d.инв) в совокупности с напряжением дополнительных обмоток определяет мощность последних.

Действующее значение тока сетевой обмотки трансформатора I₁ вычисляется из соотношений, приведенных в табл. 4.

Учитывая, что всегда I_d.инв ≤ I_d.ном, не следует рассчитывать ток сетевой обмотки в инверторном режиме, так как мощность сетевой обмотки преобразователя определяется только для выпрямительного режима работы.

3.3. Расчет мощностей трансформатора

Особенностями преобразовательного трансформатора по сравнению с обычным силовым являются:

1) различное в большинстве случаев число фаз сетевой m₁ и вентильной m₂ обмоток, т. е. ;

2) нестандартное значение напряжения на вентильной обмотке;

3) неравенство мощностей сетевой S₁ и вентильной S₂ обмоток.

Вследствие последнего положения трансформатор характеризуется так называемой типовой мощностью S_тип, которая в общем случае определяется по выражению:

, (10)

где S_УР – мощность уравнительного реактора для схем параллельного типа.

Мощность сетевой обмотки

. (11)

Мощность вторичной (вентильной) обмотки для сложной нулевой параллельного типа и простой мостовой схем

. (12)

При расчете сложных мостовых схем, в которых вентильные обмотки соединены в «звезду» и «треугольник»,

. (13)

При расчете трансформатора для выпрямительно-инверторного преобразователя

. (14)

В теории выпрямления тока принято выражать S₁, S₂ и S_тип через так называемую условную мощность:

. (15)

Рассчитанные по уравнениям (11) – (13) мощности S₁, S₂ и S_тип следует сравнить с основными расчетными соотношениями, приведенными в табл. 4. Значение мощности, рассчитанное по выражению (14), будет больше, чем может быть получено по расчетному соотношению из табл. 4, так как в табл. 4 приведены соотношения для выпрямителя, а в выражении (14) учитывается мощность дополнительных вентильных обмоток для инверторного режима.