3. Выбор тиристорного преобразователя с трансформатором

К выбранному двигателю необходимо выбрать тиристорный преобразователь (ТП) в соответствии с заданным режимом работы ЭП, с номинальным выпрямленным током I_d.H  I _Я.Н (I_d.H  10,30 А) и номинальным выпрямленным напряжением U_d.H  U_Н (U_d.H  110 В). Если нужен реверсивный ТП, то лучше выбрать преобразователь с раздельным управлением.

Технические характеристики тиристорного преобразователя

Тип преобразователя	Udн, В	Idн, А	Idмакс, А
ТПЕ-25/25-115	115	25	40

Так как номинальное напряжение выбранного двигателя = 115В, то трехфазной мостовой схемы подключение преобразователя к сети осуществляется через трансформатор.

Фазное напряжение его вторичной обмотки должно отвечать условию:

U_ТР.Ф  U _d.H /k_U (3.1)

где k_U составляет 2,34 для трехфазных мостовых схем.

U_ТР.Ф  115/2,34 49,4 В

Мощность трансформатора выбирается по условию:

S_ТР  3 k_p U_ТР.Ф k_I I_Я.Н (3.2)

S_ТР  3*1,045*49,4*0,815*7,9997,1 ВА

где k_p – коэффициент использования трансформатора по мощности, равный 1,045 для трехфазных мостовых схем.

k_I – коэффициент соотношения между выпрямленным током ТП и током, потребляемым из сети, равный 0,815 для трехфазных мостовых схем выпрямления.

Тип трансформатора	Номинальная мощность SТР.Н, кВА	Номинальное вторичное напряжение (линейное) U2Л.Н, В	Потери короткого замыкания РКЗ, Вт	Напряжение короткого замыкания uК , %
ТТ-1,6	1,6	104	56	5

Для выбранного трансформатора надо найти активное R_ТР.Ф и индуктивное Х _ТР.Ф сопротивления и индуктивность L_ТР.Ф фазы. Номинальный ток фазы вторичной обмотки:

I_ТР.Н. = S_{ТР. Н} / (3 U_ТР.Ф.Н)=1600/(3*104)=5,12 А (3.3)

Активное сопротивление фазы:

R_ТР.Ф =  P_К.З./ (3 )=56/(3*5,12²)=0,71 Ом (3.4)

где  P_К.З – потери короткого замыкания трансформатора, Вт.

Полное сопротивление фазы:

Z_ТР.Ф = 0,01 u_к U_ТР.Ф.Н/ I_ТР.Н.=0,01*5*104/5,12=1,01 Ом. (3.5)

где u_к – напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Индуктивное сопротивление фазы:

(3.6)

Индуктивность фазы трансформатора:

(3.7)

где f_C – частота напряжения сети.

Далее необходимо определить эквивалентные индуктивность L_ТП и сопротивление R_ТП преобразователя.

Эквивалентная индуктивность преобразователя:

L_ТП = k L_ТР.Ф.=2*2,3=4,6 мГн (3.8)

Эквивалентное сопротивление преобразователя:

R_ТП = k R_ТР.Ф. + R_Т +R_К=2*0,71+0,088+1,383=2,89 Ом (3.9)

где k = 2 для трехфазных мостовых схем

Динамическое сопротивление тиристоров, Ом

R_Т = (0,2…0,3) q  U_Т/I _AТ (3.10)

R_Т=0,25*2*0,6/(0,33*10,30)=0,088 Ом

Где  U_Т = (0,5…0,8) – прямое падение напряжения на тиристоре, В;

q – количество одновременно проводящих тиристоров (2 для мостовых схем выпрямления);

I _AТ – среднее значение анодного тока тиристора, А (0,33 I_Я.Н. для трехфазных схем)

R_К = m f_C L_ТП– сопротивление, обусловленное коммутацией анодных токов фаз, Ом

R_К=6*50*4,6*10^-3=1,383 Ом (3.11)

где m – число пульсаций выпрямленного напряжения за период сетевого (6 для трехфазных мостовых схем).