2.5 Выбор сглаживающего дросселя
Пульсации выпрямленного напряжения приводят к пульсациям выпрямленного тока, которые ухудшают коммутацию двигателя и увеличивают его нагрев.
В симметричной
мостовой и в нулевой схемах амплитудные
значения гармонических составляющих
выпрямленного напряжения
связаны
с его значением
и углом регулирования преобразователя
следующим выражением:
, (2.9)
где
= 1, 2, 3 – краткость гармоники, т.е. отношение
порядкового номера гармоники к числу
пульсаций
.
В симметричной мостовой и в нулевых схемах наибольшую амплитуду имеют основные гармоники ( = 1). Амплитуды гармоник более высокой кратности значительно меньше, а действие реактора на них эффективнее, поэтому расчет индуктивности дросселя для этих схем ведется по основной гармонике.
.
Рисунок 2.2 Амплитуда основной гармонической выпрямленного
напряжения для различных схем выпрямления
Кривая 1 на рис. 2.2 показывает зависимость относительной величины амплитуды гармонической составляющей с = 1 для трехфазной нулевой схемы, кривая 2 - для симметричной трехфазной мостовой и шестифазной нулевых схем, кривые 3 и 4 - для несимметричной трехфазной мостовой схемы
При расчете индуктивности сглаживающего дросселя исходят из допустимого уровня пульсаций выпрямленного тока для двигателей при номинальных скорости и напряжении. Обычно оценка ведется по действующему значению основной гармоники, которое должно быть в пределах 2 – 10 % от номинального тока двигателя.
При
известной амплитуде основной составляющей
и допустимому действующему значению
основной гармоники тока
требуемая индуктивность цепи выпрямленного
тока может быть определена по формуле,
,
, (2.10)
где
- номинальный выпрямленный ток
преобразователя, A;
- круговая частота сети,
.
Требуемая величина индуктивности сглаживающего дросселя определяется по соотношению
, (2.11)
где
n
– число фазных обмоток трансформатора,
находящихся в цепи выпрямленного тока;
- индуктивность фазы преобразовательного
трансформатора, приведенная к вторичной
обмотке; Lур
- индуктивность уравнительных реакторов
в цепи выпрямленного тока; Lяд
- индуктивность якоря двигателя. Если
Lтр
не
задана в каталоге, то ее значение
приближенно можно определить из уравнения
, (2.12)
где
- напряжение короткого замыкания
трансформатора; I2фн
- номинальный действующий ток фазы
трансформатора; E2фн
- номинальная действующая фазная ЭДС
трансформатора.
Индуктивность якоря двигателя может быть определена по формуле, Гн,
,
(2.13)
где
для некомпенсированных машин постоянного
тока;
для компенсированных машин постоянного
тока;
- число пар полюсов электродвигателя,
nн
- номинальная скорость двигателя, об/мин;
- номинальное напряжение двигателя, В;
- номинальный ток электродвигателя, А.
2.6. Расчет и выбор элементов защиты тиристорного
преобразователя
Перенапряжения на вентилях могут появляться как при периодической коммутации вентилей, возникающей при каждом переходе тока с одного вентиля на другой, так и от коммутации во внешних цепях.
Для уменьшения перенапряжений в первом случае используются RC-цепочки, шунтирующие вентили. Величина емкости в этом случае выбирается равной C=1-2 мкф, а сопротивление с учетом соотношения
,
где
- индуктивность коммутационного контура;
С – выбранная величина емкости защитной
цепочки.
Для защиты ТП от внешних непериодических коммутаций можно использовать защитные RC-цепочки, включение которых осуществляется по варианту рис 2.3.