Расчет и выбор тиристоров для силовых вентильных блоков комплектного преобразователя

Для выбора вентилей определяется среднее значение тока вентиля по формуле (2.12):

(2.12)

где коэффициент схемы по среднему току вентиля

Номинальный ток вентиля по формуле (2.13):

(2.13)

где — коэффициент запаса, выбираемый исходя из надежности работы вентиля с учетом пусковых токов

Величина тока, проходящего через вентиль при коротком замыкании на стороне постоянного тока:

Полагая, что кратковременный допустимый ток, протекающий через вентиль, не должен превышать 15-тикратного значения номинального тока, найдем номинальный ток вентиля

Так как , то принимаем номинальный ток вентиля .

Максимальная величина обратного напряжения, прикладываемого к вентилю, определяется по формуле (2.14):

(2.14)

где – коэффициент схемы по максимальному напряжению вентиля.

Активное сопротивление трансформатора, приведенный к цепи выпрямленного тока по формуле(2.15):

(2.15)

где U_а - активная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора, U_а=4,5%=0,045;

- мощность короткого замыкания трансформатора, Вт;

a – число параллельных проводов, а=3;

m – число фаз, m=3;

I_2Л – выпрямленный ток.

Индуктивноесопротивлениетрансформатора, приведенноек цепи випрямленого тока:

Сопротивление, которое вносится за счет перекрытия анодных токов:

де т – коэффициент пульсаций. Для трехфазной мостовой схемы т = 6.

Сопротивление контакта щеток:

Индуктивностьтрансформатора, приведення к контуру двигателя:

Индуктивность двигателя:

Активноесопротивлениесглаживающегодроселя:

где - падение напряжения на сглаживающем дросселе

Сопротивление обмотки якоря:

Расчетноеактивноесопротивлениецепи якоря:

где R_пр – сопротивление проводников, R_пр < 1,5 Ом.

Граничный угол регулирования по формуле(2.16):

(2.16)

где ω_min– скорость вращения электродвигателя, которая отвечает нижней границе регулирования:

kФ_н – конструктивный коэффициент двигателя:

- выпрямленная ЭДС преобразователя при условном холостом ходе и по выражению (2.17):

(2.17)

где

.

.

По определим относительную величину эффективного значения первой гармоники напряжения – (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Зависимость для трехфазной мостовой схемы

Индуктивность сглаживающего дроселя:

Расчетная индуктивность якорной цепи:

Машинная постоянная

Электромеханическая постоянная времени:

Таблица №1 – технические характеристики комплексного тиристорного устройства КТУ-К20

Наименование параметров	Норма	Примечание
	Количество приводов	2…7
	Номинальный выпрямленный ток приводов, А	250…2000
	Номинальное выпрямленное напряжение приводов, В	460, 825
	Номинальная частота питающей сети, Гц
	Связь с питающей сетью главных приводов	Трансфор- маторная	С питанием всех приводов от общих шин
	Связь с питающей сетью привода РПД	Реакторная
	Статическая точность поддержания заданной частоты вращения главных приводов, % не более
	Допустимое изменение напряжения питания, % Длительно Кратковременно	Плюс 10 Минус 15 ± 20
	Допустимые изменения частоты питающей сети, %	± 5
	Максимальная кратность циклической перегрузки по току, относительных единиц (о.е.)	2,0	Среднеквадратичное значение тока за цикл 60 с не должно превышать номинального значения
	Длительность циклической перегрузки, с, не более
	Номинальный выпрямленный ток преобразователя системы компенсации реактивной мощности, А
	Связь с питающей сетью преобразователя системы компенсации реактивной мощности	Реакторная

2.4 Построение электромеханических характеристик двигателя

Уравнение механической характеристики двигателя постоянного тока независимого (параллельного) возбуждения имеет следующий вид:

(2.18)

Использую паспортные данные двигателя, определим:

– угловую скорость идеального холостого хода:

– номинальный момент:

На основе полученных данных, определим угловые скорости, необходимые для построения электромеханической характеристики при минимальном напряжении:

– минимальную угловую скорость:

– угловую скорость идеального холостого хода при минимальном напряжении:

– угловые скорости при

Таким образом, электромеханические характеристики при питании от сети на основе рассчитанных данных представлены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 — Электромеханические характеристики при питании от сети

Диапазон регулирования скорости в первой зоне (изменением напряжения):

Диапазон регулирования скорости во второй зоне (изменением ):

Полный диапазон регулирования:

Жесткость механической характеристики:

Статизм механической характеристики:

Построение электромеханических характеристик двигателя при питании от преобразователя в разомкнутой системе производиться по формуле:

(2.19)

Характеристику нужно строить при углах управления (обеспечивает получение номинальной скорости при номинальном токе нагрузки); (обеспечивает минимальную скорость при номинальном напряжении).

Значение находим по формуле:

(2.20)

(2.21)

По рассчитанным данным построены электромеханические характеристики двигателя при питании от тиристорного преобразователя в разомкнутой системе регулирования. Они представлены на рисунке 2.5.

Жесткость электромеханической характеристики:

Рисунок 2.5 — Электромеханические характеристики двигателя при питании от тиристорного преобразователя в разомкнутой системе регулирования

Статизм электромеханической характеристики:

По построенным электромеханическим характеристикам видно, что при питании двигателя от тиристорного преобразователя параметры лучше, чем при питании от сети, а именно уменьшается жесткость характеристики, а также статизм.