Тиристорный преобразователь постоянного тока

   Рисунок 12 - График ЭДС тиристорного преобразователя для выпрямительного режима

   

   Рисунок 13 - График ЭДС тиристорного преобразователя для инверторного режима

   

   

       7 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 

   7.1 Расчёт энергетических показателей 

   Расчёт  энергетических характеристик ТП производится по приведённым соотношения при изменении угла управления в диапазоне:

   

 

   Расчёт будем производить для

   Первая  гармоника линейного тока первичной  обмотки трансформатора

   

   где Кт = 220/72 = 3.056.

   Угол  коммутации был рассчитан ранее:

    .

     А.

   Коэффициент искажения:

   

   где  - число фаз;

    - угол коммутации в радианах. 

   Полная  мощность:

   

 

   Активная  мощность преобразователя, потребляемая по первичной гармонике тока,

   

   где

   

   

   

 

   Реактивная  мощность преобразователя по первой гармонике:

   

   где  

   Коэффициент мощности преобразователя:

   

   Мощность  искажения (дисторции):

    ЕД. 
 
 

   7.2 Расчёт зависимостей полной мощности, активной, реактивной, дисторции и коэффициента мощности искажения 

   В проекте  требуется рассчитать и построить  зависимости S,P,Q,D,χ=f( ) для спроектированного ТП при варьировании угла α от до в режиме непрерывного тока Id.

   Алгоритм  расчета следующий:

1. Определяется вторичный линейный ток
2. Определяется первичный линейный ток.
3. Определяется первая гармоника первичного фазного тока.
4. Определяется коэффициент искажения по току с учетом угла коммутации.
5. Определяется полная мощность.
6. Определяется активная мощность.
7. Определяется реактивная мощность.
8. Определяется коэффициент мощности.
9. Определяется мощность дисторции.

   Пример  расчёта для угла

   

   Кт = 220/72 = 3.056.

    .

     А.

   Коэффициент искажения:

   

   Полная  мощность:

   

   Активная  мощность преобразователя, потребляемая по первичной гармонике тока,

   

   

   

   

     

   Реактивная  мощность преобразователя по первой гармонике:

   

   

   где  

   Коэффициент мощности преобразователя:

   

   Мощность  искажения (дисторции):

    ЕД. 
 
 
 

   Дальнейшие  результаты занесём в таблицу 7.2: 

Таблица 7.2 – Данные для зависимостей мощности и её составляющих

 
 

   Зависимости изображены на рисунке 14: 

   Рисунок 14 - Зависимости полной мощности, активной, реактивной составляющей, дисторции, коэффициента мощности

   

     
 
 
 

   КПД преобразователя - это отношение отдаваемой мощности Pd к потребляемой из сети активной мощности P1. В случае работы ТП со сглаживающим дросселей и малой величине пульсаций тока нагрузки считается что ,

    где 

   Тогда КПД:

     Необходимо определить номинальное значение КПД, рассчитать и построить зависимости и

   

   Пример  расчёта для зависимости        :                                                   

   Пример  расчёта для зависимости      :

 

   _{Все результаты сведены  в таблицы 7.3, 7.4 и  показаны на рисунках 15, 16.} 
 

   

                           

_{Таблица 7.3 – Зависимость  КПД от тока двигателя} 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

_{Таблица 7.4 – Зависимость   КПД от угла}                                                                                                            

     
 
 
 
 
 

   Рисунок 15 - Зависимость КПД от тока Id

   Рисунок 16 - Зависимость КПД от угла α 
 
 
 
 
 

   

   

       8 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ ТП-Д 

   Уравнения электромеханических (скоростных) характеристик  при заданном в режиме непрерывного тока :

          (8.1)

   - двигательный режим (выпрямительный  режим преобразователя);

         (8.2)

   - режим рекуперативного торможения (инверторный режим преобразователя).

   В режиме холостого тока ( ) значение скорости определяются по формулам:

                             (8.3) 

                 (8.4)

   В формулах знак (+)  – соответствует выпрямительному, а знак (-)  – инверторному режиму.

   Расчёты выполняются для нескольких значений , задаваясь рядом значений от 0 до по формулам (8.1, 8.2) для непрерывного режима и (8.3, 8.4) для режима идеального холостого хода.

   После определения  /табл./ построим это семейство графически (рисунок 17). 

   

   Таблица 8.1 – Данные зависимости механической характеристики 
 
 
 
 
 
 
 

   

   

Рисунок 17 - Электромеханическая характеристика 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       9 ЗАЩИТЫ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

         

   В вентильных преобразователях могут  возникнуть аварийные режимы, сопровождающиеся недопустимыми по значению и длительности токами через вентили, например внешние и внутренние к.з.; опрокидывание инвертора; отпирание тиристоров в неработающей группе  (работа группы на группу) в реверсивных ТП с раздельным управлением вентильными группами.

   При внешних к.з. расчёт токов ведётся  в предположении, что угол регулирования  ТП , при этом токи к.з. максимальны.

   Для нахождения ударного тока глухого внешнего к.з. (к.з. на зажимах ТП до СД) вначале находится амплитуда базового тока к.з.:

   

   где  - линейное напряжение сети;

    , – приведенные сопротивления трансформатора.

   

   Ударный ток глухого внешнего к.з.:

   

   где =1 находится из рисунка 18, в зависимости от .

   

   Рисунок 18 - Зависимость

от для глухого внешнего к.з. 

   Интеграл  предельной нагрузки при глухом внешнем  к.з. определяется по формуле:

   

   в которой  , определяется в зависимости от по кривой рисунка 19.

   

   Рисунок 19 - Зависимость

от для глухого внешнего к.з.

   

   

   Мгновенное  значение тока глухого внешнего к.з. находится с помощью кривых на рисунке  20: