2.2.Выбор силовых вентилей преобразователя и расчет их защитных цепей.

Тиристоры (транзисторы, диоды) выбираются по среднему значению протекающего по ним тока и максимальному значению напряжения, прикладываемому к ним в обратном направлении.

2.2.1.Расчет среднего значение тока, протекающего по тиристору (транзистору, диоду).

Рассчитывается среднее значение тока, протекающего по тиристору (транзистору, диоду) при номинальном токе нагрузки.

I_V=I_dномk_V, – ТП-ДПТ

I_V=√3I_dномk_V, – ТРН-АД, ПЧ-АД

где: I_dном  номинальное значение тока нагрузки (фазы двигателя); k_V – коэффициент загрузки вентиля по току, равный отношению среднего значения тока вентиля к среднему значению выпрямленного тока. Для трехфазных преобразователей k_V =1/3 как при нулевой, так и при мостовой схеме включения вентилей.

Тиристор (транзистор, диод), работающий с естественным охлаждением, выбирается на ток, превосходящий ток в раза (за счет возможной перегрузки двигателя).

2.2.2.Определение максимального значение напряжения, прикладываемого к тиристору (транзистору, диоду).

Определяется максимальное значение напряжения, прикладываемое к тиристору (транзистору, диоду) в обратном направлении

U_max = .

Тиристор (транзистор, диод) выбирается на напряжение, превосходящее напряжение U_max в раза (за счет возможных резонансных явлений, особенно в ПЧ).

2.2.3.Выбор тиристора по основным параметрам .

По справочнику выбирается тип тиристора и выписываются его основные параметры:

предельный ток тиристора при заданных условиях;

номинальное напряжение;

прямое падение напряжения;

время включения;

ток удержания;

критическая скорость нарастания прямого напряжения;

отпирающий ток управления.

2.2.4.Выбор способа защиты тиристоров от произвольного включения (выполняем только для трн)

Для защиты силовых вентилей от самопроизвольного включения при высокой скорости нарастания прямого напряжения и от перенапряжений применяют специальные защитные (снаберные) цепи. При индивидуальной защите тиристоров снаберные цепи представляют собой последовательные R-C цепи, подключаемые параллельно каждому тиристору преобразователя.

Значения активного сопротивления R_з и емкости С_з конденсатора защитной цепи выбираются из нормализированного ряда таким образом, чтобы выполнялись условия:

; ,

где: (du/dt)_кр – критическая скорость нарастания прямого напряжения;

R_н = P_ном/ (√3I_dном)² – сопротивление нагрузки для ТРН(ПЧ)-АД и

R_н = P_ном/ (I_dном)² – сопротивление нагрузки для ТП-ДПТ.

2.3.Расчет параметров цепи выпрямленного тока и выбор дросселей и конденсаторов фильтра

В схему замещения цепи выпрямленного тока входят последовательно соединенные активное сопротивление R_d, индуктивность L_d и ЭДС нагрузки E_н.

2.3.1.Расчет активного сопротивления цепи выпрямленного тока

Активное сопротивление цепи выпрямленного тока без учета активных сопротивлений дросселей:

R_d0 = R_н + dR_k + X_d,

где R_н - сопротивления нагрузки; dR_k - сопротивление, вносимое трансформатором; X_d - коммутационное сопротивление.

2.3.2.Расчет индуктивности цепи выпрямленного тока.

Индуктивность цепи выпрямленного тока без учета индуктивностей дросселей:

L_d0 = L_н + dL_k ,

где L_н = P_номtgφ/ [(√3I_dном)²] – индуктивность нагрузки (АД) или

L_н = L_я – индуктивность якоря ДПТ;

L_k = X_k/ – индуктивность короткого замыкания трансформатора;

tgφ = – добротность АД; ω – угловая частота сети 314 рад/с.

2.3.3.Выбор сглаживающего дросселя по уровню пульсаций выпрямленного тока

2.3.3.1.Расчет действующего значения гармоник

Рассчитывается действующее значение гармоники низшего порядка выпрямленного напряжения для угла управления, при котором наблюдаются наибольшие пульсации тока

,

где  число пульсаций выпрямленного напряжения за период напряжения сети.

2.3.3.2.Расчет амплитуды пульсаций выпрямленного тока.

Рассчитывается амплитуда пульсаций выпрямленного тока

.

2.3.3.3.Расчет коэффициента пульсаций выпрямленного тока.

Рассчитывается коэффициент пульсаций выпрямленного тока

<0.05.

Если коэффициент пульсаций выпрямленного тока превосходит заданную величину, то индуктивность цепи постоянного тока следует увеличить включением в цепь нагрузки дросселя, имеющего индуктивность L_dc (значение L_dc выбирается из нормализированного ряда).

2.3.4.Учет индуктивности сглаживающего дросселя.

Рассчитывается значение индуктивности цепи выпрямленного тока с учетом индуктивностей дросселей

L_d = L_d0 + L_dc.

Якість фільтру визначається коефіцієнтом згладжування, який визначається:

,

де - коефіцієнт пульсацій на вході фільтру;

- коефіцієнт пульсацій на виході фільтру приймається в межах 0,01...0,1; виберемо =0,01.

Коефіцієнт пульсацій на вході фільтру визначається за формулою:

де m- число пульсацій випрямляча; для трифазної мостової схеми m=6|;

α - кут управління вентилів випрямляча; α=0⁰, оскільки напруга регулюється в АИН, а перетворювач тиристора некерований.

Чисельне значення коефіцієнта згладжування:

=5,7

Ємність фільтру визначається по формулі:

Значение C_ф выбирается из нормализованного ряда емкостей Е24