Расчет выпрямительно-инверторного преобразователя

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Самарский государственный университет путей сообщения

Филиал в г. Нижнем Новгороде

Курсовой проект по дисциплине «Электронная техника и преобразователи напряжения в электроснабжении» на тему

«Расчет выпрямительно-инверторного преобразователя»

Н. Новгород 2017 год



Оглавление

• 1. Расчет проектных параметров преобразовательного трансформатора
• 2. Расчет числа параллельно включенных вентилей
• 2.1 Определение предельного тока вентиля
• 2.2 Определение числа параллельно включенных вентилей по среднему току
• 3. Расчет числа последовательно включенных вентилей
• 4. Разработка силовой схемы
• 4.1 Выбор устройств выравнивания тока
• 4.2 Расчет шунтирующих резисторов и конденсаторов для выравнивания обратного напряжения
• 5.Расчет характеристик преобразователя
• 5.1 Расчет внешней характеристики выпрямителя
• 5.2 Расчет входной и ограничительной характеристик инвертора
• 6. Расчет коэффициентов мощности
• Литература



Задание на курсовой проект

В соответствии с исходными данными (табл. 1.1) для составленной схемы выпрямительно-инверторного преобразователя, на которой должна быть приведена структурная схема системы управления тиристорами, необходимо: инвертор трансформатор вентиль шунтирующий

1. Рассчитать проектные параметры преобразовательного трансформатора и выбрать стандартный трансформатор.

2. Определить количество параллельно включенных вентилей в вентильном плече выпрямителя и инвертора. Выбрать устройства выравнивания тока между параллельно включенными вентилями.

3. Определить количество последовательно включенных вентилей в вентильном плече выпрямителя и инвертора. Рассчитать шунтирующие цепочки для выравнивания обратного напряжения между последовательно включенными вентилями.

4. Рассчитать и построить внешнюю характеристику выпрямителя, естественную внешнюю и ограничительную характеристики инвертора.

5. Построить искусственную горизонтальную внешнюю характеристику инвертора на уровне напряжения холостого хода выпрямителя.

6. Определить предельно допустимый ток инвертора при работе по естественной и искусственной внешним характеристикам.

7. Рассчитать и построить временные диаграммы напряжений и токов выпрямителя и инвертора для заданного угла регулирования б, угла опережения в и угла коммутации вентильных токов г.

8. Рассчитать зависимость коэффициента мощности ч от тока преобразователя в выпрямительном и инверторном режимах.



Исходные данныеТаблица 1.1

№	Наименование исходных данных
	Последняя цифра шифра	3
1	Схема преобразователя	6-ти пульсовая мостовая
2	Схема выпрямителя	С управляемыми вентилями
3	Угол регулирования тиристоров выпрямителя б	5
	Предпоследняя цифра шифра	2
4	Номинальное напряжение выпрямителя UdH(б=0), В	825
5	Номинальный ток выпрямителя IdН, А	3000
6	Тип вентиля	Т 253-1250
7	Скорость потока охлаждающего воздуха, V, м/с	12
8	Номинальное напряжение питающей сети, U1Л, кВ	35
9	Колебания напряжения в питающей сети, ДUС, %	4
10	Коэффициент повторяющихся перенапряжений, КП	1,8
11	Коэффициент неповторяющихся перенапряжений, КНП	2,4
12	Напряжение к.з. трансформатора, uКТ, %	7,2
13	Мощность к.з. Sкз, MBA	175
14	Коэффициент повышения напряжения в режиме инвертирования КИ=U2И/U2В	1,2
15	Угол опережения инвертора	в = arcos 1/КИ



1. Расчет проектных параметров преобразовательного трансформатора

Расчет проектных параметров преобразовательного трансформатора выпрямительно-инверторного агрегата (рис.2.1) производится для номиналь-ного выпрямленного тока I_dН при номинальном напряжении в питающей сети U_1Л. Схема, поясняющая порядок расчета, представлена на рис. 2.2.

Рис. 2.1. Схема выпрямительно-инверторного агрегата

Рис. 2.2. Порядок расчета проектных параметров преобразовательного трансформатора

Используя исходные данные, для выпрямительного режима рассчитывают:

1. Напряжение холостого хода выпрямителя

U_d0 = (2.1)

где А - коэффициент схемы, для шестипульсовых схем преобразователей

А=0,5;

u_К=u_КТ+u_КС - напряжение короткого замыкания, %;

u_К = 7,2+3,6=10,8

u_КТ - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

u_КС - напряжение короткого замыкания питающей сети, %.

Для предварительного расчета следует принять u_КС=0,5u_КТ, т.е. u_К=1,5u_КТ.

U_d0 = = 924,8 В

2. Расчетную мощность выпрямителя

Р_d0 = U_d0·I_dН. (2.2)

Р_d0 = 924,8·3000 = 2,77 МВт

3. Действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора

U_2В = (2.3)

U_2В = = 395,2 В

4. Действующее значение тока вторичной обмотки

I_2В = I_dН · (2.4)

I_2В = 3000 · = 2449,5 А

5. Номинальную расчетную мощность вторичной обмотки

S_2В=3U_2В·I_2В (2.5)

S_2В = 3·395,2·2449,5 = 2,9 МВА

6. Действующее значение фазного напряжения на сетевой (первичной) обмотке трансформатора



U_1ф = (2.6)

U_1ф = = 20,2 кВ

7. Коэффициент трансформации в режиме выпрямителя

К_ТВ = (2.7)

К_ТВ = = 50

8. Действующее значение тока сетевой обмотки:

I_1В = · (2.8)

I_1В = · = 49 А

9. Номинальную мощность сетевой обмотки

S_1В=3U_1Ф·I_1В. (2.9)

S_1В=3·20,2·49 = 2,9 кВА

10. Типовую мощность трансформатора

S_Т=1,05·Р_d0 (2.10)

S_Т = 1,05·2,77 = 2900 кВА

По рассчитанной типовой мощности S_Т необходимо выбрать ближайшее большее стандартное значение мощности трансформатора из ряда (100; 125; 160; 250; 400; 630; 800) ·10ⁿ кВА, где n=0; 1; 2,…

S_Т = 400·10¹ кВА

В выпрямительном и инверторном режиме номинальная мощность трансформатора одинакова (S_1В=S_1И). Это выполняется, если номинальный ток инвертора меньше номинального тока выпрямителя. Поэтому для инверторного режима рассчитывается:

1. Номинальный ток инверторного режима

I_ИН = (2.11)

I_ИН = = 2500 А

2. Действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора

U_2И = U_2В·К_И. (2.12)

U_2И = 395,2·1,2 = 474,2 В

3. Ток вторичной обмотки

I_2В = I_ИН · . (2.13)

I_2В = 2500 · = 2041,2 А

4. Коэффициент трансформации

К_ТИ = (2.14)

К_ТИ = =40

5. Ток первичной обмотки

I_1В = · (2.15)

I_1В = · = 5,1 кА

2. Расчет числа параллельно включенных вентилей

Число параллельно включенных вентилей зависит от среднего тока вентильного плеча I_а, который рассчитывается по формуле для мостовой схемы в режиме выпрямителя

I_аВ = (2.16)

I_аВ = =1000 А

В режиме инвертора

I_аИ = (2.17)

I_аИ = = 833 А

Определение предельного тока вентиля

Предельный ток вентиля I_П зависит от параметров вентиля, условий охлаждения и рассчитывается по формуле

I_П = (2.18)



I_П = = 1895 А

где U₀ - пороговое напряжение вентиля, В;

R_Д - динамическое сопротивление, Ом;

R_Т - общее установившееся тепловое сопротивление системы «вентиль-среда» при типовом охладителе, ⁰С/Вт;

К_ф - коэффициент формы тока в вентиле;

И - допустимое превышение температуры вентиля над температурой окружающей среды, ⁰С, И=100 ⁰С для диодов, И=85 ⁰С для тиристоров.

Числовые значения U₀, R_Д и R_П-К для заданного типа вентиля приведены в прил. 1.

Полное тепловое сопротивление R_Т переход-среда состоит из тепловых сопротивлений переход-корпус, корпус-охладитель, охладитель-среда: R_Т = R_П-К + R_К-О + R_О-С.

Таблица 2.1

Тип вентиля	Рекомендуемый охладитель	RК-O, °С/Вт	RO-C, °С/Вт
			V=0 м/с	V=6 м/с	V=12 м/с
ДЛ 123-320, ТЛ4-250	0123-100	0,02	0,7	0,21	0,16
Д 133-400, Д 133-500, ДЛ 133-500, Т 133-320, Т 143-400	0143-150	0,015	0,5	0,12	0,09
Д 143-630, Д 143-800, Д 143-1000, Т 143-500	0243-150	0,01	0,28	0,08	0,063
Т 253-800, Т 253-1000, Т 253-1250	О153-150	0,005	0,27	0,08	0,063
Д 253-1600 Д 253-2000	О273-250	0,005	0,13	0,043	0,033

Предельный ток I_П вычисляется два раза для диодов I_ПВ и для тиристоров I_ПИ в том случае, когда по исходным данным угол регулирования б=0, т.е. выпрямитель построен на неуправляемых вентилях (диодах), а инвертор всегда строится на тиристорах.

Предельный ток I_П вычисляется один раз для тиристоров I_ПВ= I_ПИ в том случае, когда по исходным данным угол регулирования б>0, т.е. выпрямитель и инвертор построены на одинаковых управляемых вентилях (тиристорах).

Определение числа параллельно включенных вентилей по среднему току

Определение числа параллельно включенных вентилей производится по среднему току длительной нагрузки с проверкой по ударному току короткого замыкания.

Число параллельно включенных вентилей по среднему току выпрямителя и инвертора

(2.19)

= 0,7

где К_Н - коэффициент неравномерного деления тока между параллельно

включенными вентилями, К_Н=1,1…1,2;

К_V - коэффициент снижения скорости охлаждающего воздуха, К_V=0,9…0,95.

Полученные значения а_1В и а_1И округляют до целого в большую сторону.

? 1

Проверка числа параллельно включенных вентилей по ударному току короткого замыкания

Ударный ток короткого замыкания определяется для режима глухого (металлического) короткого замыкания на шинах постоянного тока выпрямителя и для режима опрокидывания инвертора.

Максимальное значение ударного тока выпрямителя

I_уд.В = К_У ·I_m = 1,2 · 635,8 = 763 А (2.21)

где I_m - амплитудное значение установившегося тока к.з., А;

К_У - ударный коэффициент, К_У=1,2…1,3.

Амплитудное значение установившегося тока к.з. выпрямителя можно определить по формуле

I_т = = = 635,8 А (2.22)

где U_2m - амплитудное значение напряжения вторичной обмотки

трансформатора;

Z_К - полное сопротивление цепи короткого замыкания.

= = 968 В (2.23)

= = 0,173 Ом (2.24)

Индуктивное и активное сопротивление цепи к.з.

Х_а = Х_С+Х_ТР = 0,0026+0,084 = 0,0866 Ом (2.25)

R_a = R_С+R_TP = 0,007+1,7· = 0,007 Ом (2.26)

где Х_С, R_C - индуктивное и активное сопротивление сети;

Х_ТР, R_ТР - индуктивное и активное сопротивление трансформатора.

Численные значения сопротивлений Х_С, R_C, Х_ТР, R_ТР в Омах определяются по формулам:

X_C = = = 0,0026 Ом (2.27)

R_C = = = 0,007 Ом (2.28)

X_ТР = = = 0,084 Ом (2.29)

R_ТР = = = 1,7· Ом (2.30)

где, U_2В - действующее значение напряжения вторичной обмотки

трансформатора, В;

u_КТ - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

S_КЗ - мощность короткого замыкания, МВА;

S_1Н - номинальная мощность первичной обмотки трансформатора, кВА;

ДР_М - потери короткого замыкания трансформатора, ДР_М=(0,006…0,008)S_1Н, кВА.

При опрокидывании инвертора ударный ток складывается из тока к.з. между фазами опрокинувшегося инвертора и параллельно работающего на рекуперацию локомотива.

Для уменьшения скорости нарастания ударного тока в цепь инвертора включается дополнительный реактор РБФАУ-6500/3250 индуктивностью 4,5 мГ с индуктивным сопротивлением X_d = 2,82 Ом и активным R_d = 0,008 Ом.

Максимальное значение ударного тока прорыва инвертора определяется по формуле:

= = + (2.31)

= + + = 36181,61 А

где U_2И - действующее значение напряжения вторичной обмотки

трансформатора в режиме инвертора, В;

f=50 Гц - частота питающей сети;

t - время отключения аварийного тока быстродействующим выключателем, с;

t=0,07…0,1 с.

Число параллельно включенных вентилей по ударному току короткого замыкания выпрямителя и инвертора:

== (2.32)

== = 1,5

где К_Н - коэффициент неравномерного деления тока между параллельно

включенными вентилями, К_Н=1,1…1,2;

I_УД - максимально допустимое значение ударного тока заданного диода

или тиристора, А.

Полученные значения а_2В и а_2И округляют до целого в большую сторону.

Для мостовой схемы преобразователя из двух значений а_1В, а_2В выбирают наибольшее для выпрямителя и обозначают а_В, из двух значений а_1И а_2И выбирают наибольшее для инвертора и обозначают а_И.

Принимаем а_В = 2, а_И = 2

3. Расчет числа последовательно включенных вентилей

Количество последовательно включенных вентилей зависит от максимального обратного напряжения вентильного плеча U_b.max с учетом перенапряжений, возникающих в схеме преобразователя, и от класса применяемого вентиля. Из практических соображений рекомендуется применение вентилей не ниже 6 класса.

Максимальное обратное напряжение вентильного плеча определяется:

для мостового выпрямителя

U_b.max.В = 1,05·2,34·U_2В; (2.34)

U_b.max.В = 1,05·2,34·395,2 = 971 В

для инвертора

U_b.max.И = 1,05·2,34·U_2И. (2.35)

U_b.max.И = 1,05·2,34·474,2 = 1165 В

Число последовательно включенных вентилей определяется отдельно для выпрямительного и инверторного режимов по повторяющемуся и неповторяющемуся обратному напряжению для нелавинных вентилей и только по повторяющемуся для лавинных.

Число последовательно включенных вентилей по повторяющемуся обратному напряжению:

для вентильного плеча выпрямителя

= · (2.36)

= · = 12,1 ? 12

для вентильного плеча инвертора

= · (2.37)

= · = 14,3 ? 14

Число последовательно включенных вентилей по неповторяющемуся обратному напряжению:

для вентильного плеча выпрямителя

= · (2.38)

= · = 13,7 ? 14

для вентильного плеча инвертора

= · (2.39)

= · = 16,3 ?16

где К?_Н - коэффициент неравномерности распределения напряжений между

последовательно включенными вентилями; К?_Н=1,1…1,15 для

нелавинных вентилей; К?_Н=1 - для лавинных;

ДU_C - возможные отклонения напряжения в питающей сети, %;

К_П - коэффициент повторяющихся перенапряжений;

К_НП - коэффициент неповторяющихся перенапряжений;

U_П - повторяющееся обратное напряжение для выбранного класса

заданного вентиля, В; U_П=к·100;

U_НП - неповторяющееся обратное напряжение для выбранного класса

заданного вентиля, В; U_НП=1,16 U_П.

Полученные значения b_1В, b_2В, b_1И и b_2И округляют до целого в большую сторону.

Для мостовой схемы преобразователя из двух значений b_1В, b_2В выбирают наибольшее для выпрямителя и обозначают b_В, из двух значений b_1И b_2И выбирают наибольшее для инвертора и обозначают b_И.

Принимаем = 14; = 16

Расчет общего числа вентилей преобразовательного агрегата

Общее число вентилей преобразовательного агрегата складывается из вентилей выпрямителя и инвертора.

Для мостовой схемы отдельно рассчитывается число вентилей выпрямителя и инвертора по формулам:

для выпрямителя N_В=П·а_В·b_В = 6·2·14 = 168

для инвертора N_И=П·а_И·b_И = 6·2·16 = 192

где: П=6 - число плеч шестипульсового преобразователя.

4. Разработка силовой схемы

Для надежной работы преобразователя необходимо обеспечить равномерное распределение токов по параллельно включенным вентилям и обратных напряжений между последовательно включенными вентилями.

Выбор устройств выравнивания тока

Несовпадение прямых ветвей вольтамперных характеристик вентилей приводит к неравномерному распределению токов между параллельно включенными вентилями.

Для выравнивания токов применяются индуктивные делители тока (ИДТ). Схема включения ИДТ зависит от числа параллельно включенных вентилей (замкнутая кольцевая или схема с задающим вентилем) [5, 6].

При большом числе последовательно включенных неуправляемых вентилей (диодов) (b>3) в выпрямителях ИДТ не применяют, а для повышения надежности увеличивают число параллельно включенных вентилей на 15…25%.

Для управляемых вентилей (тиристоров) как в выпрямителе, так и в инверторе обязательно применяют ИДТ.

Расчет шунтирующих резисторов и конденсаторов для выравнивания обратного напряжения

Из-за разности обратных токов вентилей происходит неравномерное распределение напряжения между последовательно включенными вентилями. Это может привести к поочередному пробою вентилей в вентильном плече или самопроизвольному открыванию тиристоров.

Для выравнивания напряжения между последовательно включенными вентилями параллельно им включают шунтирующие резисторы R_Ш и резистивно-емкостные цепи RВCВ [5, 6].

Сопротивление шунтирующего резистора

R_Ш = (2.40)

где b - число последовательно включенных вентилей в вентильном плече (b_В

или b_И);

U_П - повторяющееся напряжение вентиля, В;

U_b.max - максимальное обратное напряжение на вентильном плече (U_b.max.В или U_b.max.И);

а - число параллельно включенных вентилей в вентильном плече (а_В или а_И);

I_0m - максимальное значение обратного тока вентиля, А.

R_Ш необходимо рассчитать два раза - для выпрямителя R_Ш.В и для инвертора R_Ш.И.

Полученный результат следует округлить до ближайшего меньшего стандартного значения из ряда Е12 (1; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2).

R_ШВ = = 7,1 = 6,8 Ом

R_ШИ = = 6,9 = 6,8 Ом

При работе шунтирующие резисторы нагреваются. Мощность, рассеиваемую на шунтирующем резисторе, можно определить по формулам:

P_В = · (2.41)

P_В = · = 10,1 = 10 Вт

P_И = · (2.42)

P_И = · = 19,03 = 20 Вт

В качестве шунтирующих резисторов применяют проволочные эмалированные влагостойкие резисторы ПЭВ, имеющие ряд мощностей: 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75 и 100 Вт. Если рассеиваемая мощность получилась более 100 Вт, следует применять последовательное соединение резисторов для достижения необходимой мощности.

Из-за разности зарядов восстановления обратного сопротивления закрывающихся вентилей может быть неравномерное распределение обратного напряжения в момент коммутации вентильных токов. Для выравнивания этого обратного напряжения применяют резистивно-емкостные цепи RВCВ. Для лавинных вентилей цепи RВCВ не применяют. Емкость конденсатора, [мкФ]

= · (2.43)

= · = 0,61 мкФ

гдеДQ_В - наибольшая возможная разность зарядов восстановления, Кл; можно

принять ДQ_В=0,1·Q_В=0,1·600=60

Полученный результат следует округлить до ближайшего большего стандартного значения из ряда Е12 (1; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2).

принимаем= 1 мкФ

Рабочее напряжение конденсатора

= (2.44)

= = 69,6 = 500 В

Применяются конденсаторы МБГЧ (металлобумажные, герметизированные, частотные) с рабочими напряжениями 500, 750, 1000 и 1500 В.

Сопротивление резистора RВ, включенного для ограничения тока через конденсатор СВ, определяется приближенно как RВ=(10…20)/а, [Ом]. Мощность резистора RВ выбирают 10…15 Вт.

Определяем сопротивление резистора RВ

RВ= = 2,5 Ом

По результатам расчета необходимо изобразить схему вентильного плеча выпрямителя с устройствами выравнивания тока и напряжения.

Рис. 2.3. Схема вентильного плеча выпрямителя по мостовой схеме

5. Расчет характеристик преобразователя

Расчет внешней характеристики выпрямителя

Внешняя характеристика выпрямителя является прямолинейно падающей из-за потери напряжения при коммутации вентильных токов. Угол наклона внешней характеристики зависит от индуктивного сопротивления Х_а. Х_а=Х_С+Х_ТР.

Внешняя характеристика выпрямителя рассчитывается по формуле

= (1-A·)-b·e· (2.45)

= (1-0,5·)-14·2·= 873,6 В

где U_d0 - напряжение холостого хода выпрямителя;

А=0,5 - коэффициент схемы;

=0,5·

u_К - напряжение короткого замыкания, %; u_К=u_КТ+u_КС; u_КС=u_КТ(Х_С/Х_ТР);

е - число последовательно включенных вентильных плеч выпрямителя;

е=2 для мостовой схемы;

ДU_В - прямое падение напряжения на открытом вентиле выпрямителя, В.

Внешняя характеристика управляемого выпрямителя рассчитывается по формуле

= (Cosa-A·)-b·e· (2.46)

для холостого хода I_d=0; б=0

= (0,99 -0,5·)-14·2·= 887 В

для номинальной нагрузки I_d=I_d.Н; б=0

= (0,99 -0,5·)-14·2·= 837 В

Рис.1 Внешняя характеристика выпрямителя

Угол коммутации вентильных токов неуправляемого выпрямителя

= arccos(1- (2.47)

= arccos(1- =1,1

Временные диаграммы: а-напряжений на вторичной обмотке трансформатора; б - мгновенных ud, id и средних значений Ud, Id напряжений и токов на нагрузке; в - мгновенных значений токов в вентилях катодной группы; г - мгновенных значений токов в вентилях анодной группы; д - напряжения в прямом и обратном направлениях для вентиляVD1

для вентилей катодной группы соответственно в моменты времени t1, t3, t5, t7, t9 на рис.5, а), то есть прохождения через нуль синусоиды линейного напряжения (рис.2, б).

Каждый вентиль проводит ток в течение трети периода (рис.2,в; 2,г). Пульсации выпрямленного напряжения происходят с шестикратной частотой 300 Гц (рис.2,б). Такие преобразователи принято называть условно шестифазными. Они имеют меньшую амплитуду по сравнению с пульсациями выпрямленного напряжения трехфазных выпрямителей с нулевым выводом и лучше поддаются фильтрации. В выпрямленном напряжении содержатся высшие гармоники с номерами, кратными шести (шестая, двенадцатая, восемнадцатая и т.д.).

Расчет входной и ограничительной характеристик инвертора

Основными характеристиками инвертора являются: входная - зависимость входного напряжения от тока инвертора при неизменном угле опережения (в=const) и ограничительная - зависимость допустимого входного напряжения от тока.

Естественная (при в=const) входная характеристика инвертора строится по двум точкам: холостого хода (I_И=0; U_И=U_И.0.(в=0)cosв) и номинальной нагрузки (I_И=I_ИН; U_И=U_ИН). Определить входное напряжение инвертора при работе под нагрузкой можно по формуле:

= (Cosв +А··)+ ·e· (2.49)

= 1062,2·(0,03+0,5··)+ ·2·= 923,6 В

= 1062,2·(0,03+0,5··)+ ·2·= 951 В

где U_И.0.(в=0) - начальная точка ограничительной характеристики инвертора;

U_И.0.(в=0)=2,34U_2И = 2,34·474,2 = 1062,2 В для мостовой схемы;

в = 1,54 - угол опережения инвертора;

b_И - число последовательно включенных вентилей в вентильном плече инвертора.

Ограничительная характеристика инвертора строится по двум точкам: начальной точке (I_И=0; U_И=U_И.0.(в=0)) и точке номинальной нагрузки (I_И=I_ИН; U_ОГ). Напряжение U_ОГ можно определить по формуле:

= (Cosд +А··)+· e·(2.50)

= 1062,2·(1+0,5··)+ ·2·= 1081,1 В

= 1062,2·(1+0,5··)+ ·2·= 1119,3 В

где д = д₀ + ф = 34,5 + 10 = 44,5

д₀ - угол выключения тиристора, д₀ = 2р·f·t_ВЫК=34,5

ф - угол запаса 5…10⁰ эл при частоте сети 50 Гц.

Рис.3. Входная и ограничительная характеристики инвертора



Ограничительная характеристика инвертора показывает, до какого тока I_И возможна нормальная работа без опрокидывания.

Нормальная работа обеспечивается при выполнении условия

в ? г_{max .И} + д. (2.51)

Точки пересечения ограничительной характеристики с входными (естественной и искусственной) характеристиками показывают, до какого максимального значения тока инвертора можно работать по той или иной входной характеристике. Величины максимальных токов I_И1max при работе по естественной и I_И2max при работе по искусственной характеристике можно определить графически и аналитически.

Графически - по масштабу токов на графике, аналитически - по формулам:

I_И1max= [(Cos д Cos в ) ] (2.52)

I_И1max= [(1 0,3 )] = 1101,8 А

I_И2max= [Cos д ] (2.53)

I_И2max= [1] = 1598,9 А

6. Расчет коэффициентов мощности

Коэффициент мощности ч - отношение активной мощности P₁, потребляемой от сети, к полной мощности S₁:



X = (2.55)

X = = 0,955

В упрощенных инженерных расчетах ч можно рассчитать по формулам:

для выпрямителя

X = н · (2.56)

X = 0,955 · = 0,92

для инвертора

X = н · (2.57)

X = 0,955 · = 0,21

где н - коэффициент несинусоидальности тока; н=0,955.

Рис. 4. График зависимости коэффициентов мощности от токов преобразователя



Литература

1. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А. Силовая электроника: Учебник для вузов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - 632 с.

2. Харченко А.Ф. Неуправляемые силовые полупроводниковые выпрямители: Уч. пос. - М.: МИИТ 2009. - 128 с.

3. Попков О.З. Основы преобразовательной техники: Уч. пос. для вузов. -- М.: Издательский дом МЭИ, 2007. -- 200 с.

4. Герман Л.А., Дмитриенко А.В. Гирина Е.С. Дипломные и курсовые проекты: Методические указания / Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. В.А. Бугреева. - М.: МИИТ, 2009. - 35 с.

Дополнительная

5. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учебник для вузов ж.-д. транспорта - М.: Транспорт, 1999. - 464 с.

6. Засорин С.Н., Мицкевич В.А., Кучма К.Г. Электронная и преобразовательная техника: Учебник для вузов ж.-д. транспорта - М.: Транспорт, 1981. - 319 с.

7. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов. - М: Высшая школа, 1982. - 496 с.

8. Чиженко И.М., Руденко В.С., Сенько В.И. Основы преобразовательной техники: Учеб. для вузов. -- М.: Высшая школа, 1984. -- 424 с.

9. Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е. Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов/Под ред. В. А. Лабунцова. -- М.: Энергоатомиздат, 1988, -- 320 с.

10. Куликов П.Б. Трехфазные выпрямители электрических железных дорог: Уч. пос. - М.: РГОТУПС, 1998.

11. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций / С.Д. Соколов, Ю.М. Бей, Я.Д. Гуральник, О.Г. Чаусов; под ред. С.Д. Соколова. - М.: Транспорт, 1975. - 359 с.

12. Замятин В.Я., Кондратьев Б.В., Петухов В.М. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник. - М.: Радио и связь, 1987. - 576 с.

13. Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Недошивин Р.П. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 400 с.

14. Диоды: Справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, С.Л. Пожидаев. - М.: Радио и связь, 1990. - 336 с.

15. Александров К.К. Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 300 с.

Размещено на Allbest.ru

...