Энергетическая электроника

(1)

гдеU*dH - среднее выпрямленное напряжение выпрямителя при нагрузке, отнесённое к среднему выпрямленному напряжению Ud0 неуправляемого выпрямителя при холостом ходе, U*d = Ud/Ud0;

I*d - средний выпрямленный ток выпрямителя, отнесённое к среднему выпрямленному току IdН неуправляемого выпрямителя при номинальной нагрузке

I*d = Id /IdН,

Id - средний выпрямленный ток выпрямителя;

IdH - номинальный средневыпрямленный ток выпрямителя.

a - угол управления управляемого выпрямителя;

В - коэффициент, зависящий от схемы выпрямителя:

для мостовой схемы выпрямителя в=0,7;

для двухфазной однотактной схемы В=0,35;

для трёхфазной однотактной схемы В=0,87;

для трёхфазной мостовой В=0,5;

Uk% -напряжение опыта короткого замыкания преобразовательного трансформатора в процентах от номинального напряжения:

Здесь Хт - индуктивное сопротивление обмоток трансформатора, приведённое к числу витков первичной обмотки;

I1H и U1H - номинальный ток и напряжение первичной обмотки преобразовательного трансформатора соответственно;

Для неуправляемого выпрямителя при номинальном токе нагрузки IdH выражение (1) принимает следующий вид:

(2)

По вычисленному значению U*dH и заданной величине UdH определяется и далее номинальное действующее фазовое напряжение U2H схемной обмотки трансформатора. Так, для однофазного мостового и двухфазного однотактного выпрямителей для трёхфазной однотактной для трёхфазного мостового соединения схемной обмотки трансформатора в “звезду" при соединении схемной обмотки в “треугольник”

Действующий ток вторичной обмотки выпрямительного трансформатора, поскольку выпрямительный ток идеально сглажен, с достаточной для инженерных расчётов точностью можно определить для однотактных схем выпрямления по выражению

где m2 - число фаз схемной обмотки трансформатора.

В однофазной мостовой схеме выпрямления I2 = idH, в трёхфазной мостовой линейный ток схемной обмотки для соединения Y/Y для соединения в мостовых схемах выпрямления действующий линейный ток сетевой обмотки выпрямительного трансформатора определяется по выражению где KT - коэффициент трансформации трансформатора. для Y/Y или U1л - действующее линейное напряжение сетевой обмотки трансформатора; U2л - действующее линейное напряжение схемной обмотки трансформатора.

Действующий ток сетевой обмотки преобразовательного трансформатора двухфазного однотактного выпрямителя находят по выражению , трехфазного нулевого - .

Расчёт мощности сетевой S1 и схемной S2 обмоток выпрямительного трансформатора вычисляют по формуле S = m UI

где m - число фаз обмотки;

U - действующее напряжение фазы обмотки;

I - действующий ток фазы обмотки;

типовую мощность ST трансформатора по выражению ST= (S1+S2) /2.

Коэффициент использования преобразовательного трансформатора определяют по формуле где Pd = Ud0Idн.

Углы коммутации g тока в выпрямителях при U2=U2HOM вычисляют из следующих уравнений:

для двухфазной однотактной схемы

(3)

для однофазной мостовой схемы

(4)

для трёхфазной однотактной и для трёхфазной мостовой схем

(5)

где XT - индуктивное сопротивление обмоток преобразовательного трансформатора, приведённое к числу витков схемной обмотки,

;

U2н и I2н - номинальные фазные действующие напряжение и ток схемной обмотки трансформатора (соединённой в “звезду”);

Примечание: в формулах 3, 4, 5 для режима выпрямления (a<90о) следует брать знак “+” перед дробью в правой части уравнения, а для инверторного режима (a>90о) - знак “-” перед дробью в правой части уравнения.

Коэффициент Км мощности выпрямителя вычисляют по выражению

где Кн- коэффициент искажения формы кривой потребляемого из сети переменного тока (коэффициент не синусоидальности);

- коэффициент сдвига первой гармоники тока.

При индуктивности Ld нагрузки, стремящейся к бесконечности коэффициент несинусоидальности:

для однофазного мостового и двухфазного однотактного выпрямителей для трёхфазного мостового для трёхфазной нулевой

Угол j сдвига первой гармоники при Ld®¥ равен j = a + g / 2

Средний ток вентиля в однофазной мостовой и двухфазной однотактной схемах равен в трёхфазной мостовой нулевой схемах

Выбор вентиля по току должен быть произведён по следующей методике. В нормальном режиме работы выпрямителя максимальное обратное напряжение Uобр на вентиле без учета коммутационных перенапряжений составит: для однофазного мостового выпрямителя; для двухфазного однотактного выпрямителя; для трёхфазных выпрямителей.

Выбор вентиля для рассчитываемого выпрямителя необходимо производить по допустимому повторяющемуся напряжению с учётом коммутационных перенапряжений и возможных колебаний напряжения питающей сети. Полагая, что коммутационные перенапряжения составят не более 20-30% от амплитудного линейного напряжения схемной обмотки преобразовательного трансформатора, а колебания напряжения питающей сети не превысят +10%, выбор вентилей по напряжению следует производить по величине повторяющегося напряжения (1,3¸1,4) U2лm.

 Скачать реферат