3.2. Асинхронный вентильно-машинный электромеханический каскад

Рисунок 11- Схема силовой части ЭП

Выбор вентилей выпрямительного моста:

Вентили для моста выбираются, исходя из тех же соображений, как и при асинхронно-вентильном каскаде:

Среднее значение выпрямленного тока:

(1.38)

Средний ток, протекающий через вентиль:

(1.39)

где - коэффициент, учитывающий снижение допустимого тока через вентиль при работе с низкой частотой;

- коэффициент, учитывающий снижение движения охлаждающего воздуха меньше 15 м/c;

- конструктивный коэффициент, учитывающий различные температурные условия работы вентилей;

-коэффициент, учитывающий снижение допустимого тока через вентили при их параллельном соединении.

Приближенное значение максимального скольжения:

(1.40)

Максимальное обратное напряжение на вентиле:

(1.41)

где

- количество последовательно включенных вентилей,

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения обратного напряжения между последовательно включенными вентилями,

- коэффициент, учитывающий перенапряжения, вызванные коммутациями различного характера.

Расчетным значениям соответствует диод типа Д14

Таблица 18 – Параметры диода Д14

20	100	125	3	1

Выбор машины постоянного тока:

Машина постоянного тока для сочленения с АД выбирается, исходя из заданного диапазона регулирования по напряжению и току якорной цепи.

Номинальное напряжение якоря:

(1.42)

Ток якорной цепи:

(1.43)

Г7абаритная мощность машины постоянного тока зависит от глубины регулирования скорости каскада и равна:

Выбирается машина постоянного тока типа П61 со следующими техническими данными:

Таблица 19 – параметры машины постоянного тока

Тип	Р, кВт	об/мин	, А	Ом	Ом	А	об/мин
П61	6,5	1000	66	0,111	49	1,78	2000	0,14	110	744

Осуществим проверку выбранного двигателя:

Следовательно, скорость асинхронного двигателя должна быть не менее:

Двигатель удовлетворяет данным условиям.

4. Расчет среднего расхода электрической энергии

4.1. Асинхронно-вентильный каскад

Постоянные активные потери каскада:

(1.44)

Где - постоянные потери в АД,

- постоянные потери в преобразовательных устройствах (трансформаторе).

Постоянные потери АД:

(1.45)

Тогда:

Переменные активные потери:

(1.46)

где - активное сопротивление фазы ротора АД,

- приведенное к цепи ротора активное сопротивление фазы статора,

- активное сопротивление преобразовательных устройств цепи ротора (трансформатора).

- средний выпрямленный ток:

(1.47)

где - приведенное к ротору индуктивное сопротивление фазы двигателя; - критический момент

Получаем:

.

- суммарное падение напряжения в вентилях роторной и трансформаторной групп;

Тогда:

Полные затраты активной энергии:

(1.48)

Результаты расчета сведены в таблицу 20.

Пример расчета:

Таблица 20 – Полные затраты активной энергии

	150	300	450	600	750
	171,18	183,78	215,62	252,6	279,91
	17,26	17,24	19,18	21,58	24,4
	101,4	101,78	119,41	139,89	155,02
	5055,3	5866	8249	11650	14650
	6801,3	7612	9995	13400	16400
	45,3	25,37	22,2	22,1	21,86
,1/с	100,01	93,83	88,94	85,42	87,33

Рисунок 13 – Графики затрат активной энергии

Затраты реактивной энергии в АД

В асинхронно-вентильном каскаде реактивная энергия потребляется как двигателем, так и трансформатором

Полные затраты реактивной энергии:

(1.49)

Реактивная мощность, потребляемая двигателем:

(1.50)

где - активная мощность, потребляемая со стороны статора двигателя;

где - потери в меди статора;

где - ток статора;

где - ток намагничивания;

Следовательно, ток статора:

- потери в стали статора;

где - коэффициент мощности двигателя;

Затраты реактивной энергии в трансформаторе:

(1.51)

где - полная мощность, передаваемая через трансформатор;

- активная мощность, передаваемая через трансформатор;

где

Результаты расчета сведены в таблицу:

.

.

Таблица 21 – Затраты реактивной энергии

	150	300	450	600	750
	171,18	183,78	215,62	252,6	279,91
	101,4	101,78	119,41	139,89	155,02
	37,8	37,94	42,34	47,68	51,74
	442,6	444,76	553,82	702,34	827,13
	19233	20980	24310	28190	31040
	0,78	0,781	0,816	0,84	0,86
	0,8	0,801	0,71	0,64	0,6
	15442,6	16810	17250	18020	18770
	57,127	57,340	67,27	78,80	87,34
	17917,4	7436	7873	89,48	99,41
	54,2	56,86	66,81	78,3	86,77
	69,64	73,66	84,06	96,32	105,5
	464,3	245,5	188	160,53	140

Рисунок 15 – Графики затрат реактивной энергии