2020-01-14
239
При работе выпрямителя в течение периода происходит несколько коммутаций тока с одного тиристора на другой под действием напряжения сети. Скорость изменения тока может быть достаточно высокой, особенно при углах регулирования 
0, и ограничивается только индуктивностью источника питания. Максимальное значение скорости нарастания прямого тока не должно превышать критического значения:
(7.5)
- условие выполняется.
Энергетические характеристики преобразователя
Коэффициент полезного действия
КПД (η) преобразовательной установки определяется суммарными потерями в согласующем трансформаторе (
), вентилях (
), сглаживающем реакторе (
), цепях управления, защитных цепочках, собственных нуждах (
):
, где (8.1)
= 
+ 
+ 
+ 
. (8.2)
(8.3)
Потери в согласующем трансформаторе:
, где (8.4)
- потери холостого хода и короткого замыкания в трансформаторе, 
- коэффициент нагрузки трансформатора. (8.5)
.
Суммарные потери мощности в вентилях:
, где (8.6)
- потери мощности в тиристоре, 
- общее число тиристоров в схеме.
Потери мощности в цепях управления, собственных нужд, защитных цепочках определяются приближенно в долях от номинальной мощности согласующего трансформатора:
(8.7)
КПД определяем при углах регулирования αнач=37,4о, αкон=85,4о и Id=(0,2…1,2)Idн.
Данные расчетов заносим в таблицу 8.1.
Табл. 8.1 Данные расчетов для построения графика КПД
| Id, A |
|
|
|
| α=αнач=37,4о | α=αкон=85,4о |
| η, % | η, % | |||||
| 15,92 | 260,61 | 40,63 | 400 | 701,24 | 0,83 | 0,52 |
| 31,84 | 292,45 | 81,95 | 400 | 774,41 | 0,89 | 0,65 |
| 47,76 | 345,51 | 123,98 | 400 | 869,49 | 0,92 | 0,71 |
| 63,68 | 419,79 | 166,69 | 400 | 986,49 | 0,93 | 0,74 |
| 79,60 | 515,31 | 210,13 | 400 | 1125,43 | 0,94 | 0,75 |
| 95,52 | 632,035 | 254,25 | 400 | 1286,28 | 0,94 | 0,76 |
, Вт
, Вт
, Вт
, Вт
По результатам расчетов строим кривые КПД в зависимости от тока нагрузки при начальном и конечном углах регулирования (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Кривые КПД преобразователя η = f(Id)
Коэффициент мощности
Коэффициент мощности 
в общем случае может быть определен как отношение активной мощности, потребляемой из сети Р, к полной мощности S:
, где (8.8)
-потребление реактивной мощности преобразователем.
Активная мощность определяется мощностью, отдаваемой в нагрузку, и потерями мощности в элементах преобразователя и рассчитывается по формуле:
(8.9)
Потребление реактивной мощности преобразователем складывается из двух составляющих:
, где (8.10)
, 
- потребления реактивной мощности соответственно согласующим трансформатором и вентильной схемой.
, где (8.11)
- число фаз вторичной обмотки трансформатора, 
- ток холостого хода трансформатора.
Потребление реактивной мощности вентильной схемой 
может быть определено через её коэффициент мощности 
:
(8.12)
Для выпрямителя, как и для любой электрической установки с несинусоидальными токами, коэффициент мощности определяется произведением коэффициентов искажения КИ и сдвига 
первичного тока преобразователя:
(8.13)
, 
- для трехфазной мостовой симметричной схемы [Л. 9]
; 
.
Коэффициент мощности определяем при углах регулирования αнач=37,4о, αкон=85,4о и Id=(0,2…1,2)Idн. Напряжение Ud определяем по внешней характеристике (рис. 4.1.)
Данные расчетов заносим в таблицу 8.2.
Табл. 8.2.
| Id, A | QТ, ВАр | α=αнач= 37,4о | α=αкон= 85,4о | ||
| QB, ВАр | χ, % | QB, ВАр | χ, % | ||
| 15,92 | 2035,95 | 5168,44 | 0,618 | 6490,12 | 0,218 |
| 31,84 | 2143,79 | 8377,52 | 0,665 | 10850,02 | 0,202 |
| 47,76 | 2323,53 | 11627,23 | 0,682 | 15091,22 | 0,196 |
| 63,68 | 2575,16 | 14917,58 | 0,690 | 19191,32 | 0,193 |
| 79,60 | 2898,68 | 18248,57 | 0,694 | 23172,03 | 0,192 |
| 95,52 | 3294,11 | 21620,19 | 0,697 | 27024,27 | 0,192 |
По результатам расчетов строим кривые коэффициента мощности в зависимости от тока нагрузки при начальном и конечном углах регулирования (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Кривые коэффициента мощности преобразователя χ = f(Id)
