2.1 Расчет и выбор силового трансформатора.
Для выбора силового трансформатора необходимо рассчитать его полную мощность S, напряжение вторичной обмотки U2ф, индуктивность вторичной обмотки Lтp и активное сопротивление вторичной обмотки Rтp. Методика расчета изложена в [1].
ЭДС вторичной обмотки трансформатора определяется по формуле:
(2.1)
Из этой формулы:
В
Определим напряжение во вторичной обмотке трансформатора:
U2ф=Е2КсКRКа (2.2)
где Кс – коэффициент, учитывающий возможность снижения напряжения в сети (Кс=1,1);
КR – коэффициент, учитывающий напряжение на активных сопротивлениях трансформатора, падение на вентилях и падение из-за коммутации вентилей (КR=1,05);
Ка – коэффициент, учитывающий неполное открывание вентилей (Ка=1,1).
Рассчитав выражение (2.2), получаем, что:
В
Типовую мощность трансформатора определим из выражения:
Sт = Кр Р (2.3)
где Кр – коэффициент, учитывающий превышение типовой мощности над мощностью постоянный составляющих (Кр=1,045);
Р – мощность трансформатора, ВА.
Мощность трансформатора рассчитывается согласно формуле:
(2.4)
где Рн – номинальная мощность двигателя, Вт;
н – КПД двигателя, %.
Согласно формуле 2.4, мощность трансформатора равна:
Вт
Тогда типовая мощность:
Sт=1,045·6626,506=6924,699 ВА
Находим полную мощность трансформатора:
S=K2cKRKiST (2.5)
где Ki – коэффициент не прямоугольности тока, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной (Кi=1,1).
Вычислим полную мощность трансформатора:
ВА
Выбираем трансформатор ТС-16/0,5 со следующими параметрами:
полная мощность S = 16 кВ∙А;
первичная обмотка трехфазная, фазное напряжение первичной обмотки U1ф = 220 В;
вторичная обмотка трехфазная, фазное напряжение вторичной обмотки U2ф = 133 В;
потери холостого хода ΔРхх = 125 Вт;
потери короткого замыкания ΔРкз = 200 Вт;
напряжение короткого замыкания Uкз, = 4,6 %.[3]
Рассчитаем параметры трансформатора.
Определяем максимально возможный ток нагрузки:
(2.7)
Находим полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора:
(2.8)
Определяем активное сопротивление трансформатора:
(2.9)
2.2 Расчет и выбор сглаживающего дросселя
Сглаживающий дроссель выбирается исходя из требуемой индуктивности и тока, протекающего в якорной цепи.
Индуктивность сглаживающего дросселя определим исходя из индуктивности якорной цепи, необходимой для ограничения зоны прерывистого тока на уровне 20% от номинального. Тогда индуктивность якорной цепи:
;
(2.10)
где Еo - максимально возможное напряжение на выходе выпрямителя;
m = 6 - пульсность схемы (число импульсов выпрямленного напряжения за период сетевой синусоиды);
f – частота питающей сети, f=50 Гц;
Iгрmax – заданное значение гранично-непрерывного тока.
Максимально возможное напряжение на выходе выпрямителя:
E0=U2фKсх (2.11)
E0=133·2,34=311,22
Заданное значение гранично-непрерывного тока:
Iгрmax=0,1Iн (2.12)
Iгрmax=0,1·30,12=3,012 А
Тогда согласно формулы (2.10) индуктивность якорной цепи:
Гн
Число пар полюсов рассчитывается по формуле:
(2.13)
Или в числовом виде:
Индуктивность якорной цепи определим из выражения:
(2.14)
где К – коэффициент пропорциональности, К=0,6.
Гн
Индуктивность сглаживающего дросселя определим из выражения:
Lдр = Lяц - Lя = 0,309 – 0,014 = 0,295 Гн ; (2.15)
С учетом большой индуктивности, можно сделать допущение, что ток через дроссель равен номинальному току якоря двигателя Iн.
Выбираем дроссель ФРОС-8/0,5 со следующими параметрами:
- Lдр = 0,3 Гн;
- Iдр = 35 А.