Материал: s_electro

7. Вычисляется действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора

8. Вычисляется действующее значение тока в первичной обмотке трансформатора

определяется коэффициент преобразования выпрямителя по току

9. Вычисляется полная мощность вторичных обмоток трансформатора

где Pd0 – активная мощность на выходе неуправляемого выпрямителя. 10. Вычисляется полная мощность первичных обмоток трансфор-

матора

11. Вычисляется типовая установленная мощность трансформатора (имеющего разные полные мощности обмоток), определяемая в этом случае как

12. Оцениваются требуемая величина сглаживающего реактора Ld в звене постоянного тока и его условная установленная мощность.

Здесь приходится отступить от принятого на этом уровне анализа допущения об идеальности сглаживания выпрямленного тока, (Ld = ∞)

76

для возможности оценки затрат на реактор. С инженерной точностью можно считать выпрямленный ток практически постоянным при наличии гармоник в токе (пульсаций тока) на уровне нескольких процентов от среднего значения тока.

При задании коэффициента гармоник выпрямленного тока Кгт для расчета необходимой индуктивности реактора используем метод АДУ2. Полагаем, что вся пульсация выпрямленного напряжения прикладывается к фильтру (реактору), тогда дифференциальное уравнение для высокочастотной составляющей тока получает вид

где интегральный коэффициент гармоник напряжения в звене постоянного тока

Коэффициент гармоник выпрямленного тока с учетом (2.3.17)

Обратно, необходимая индуктивность реактора

Тогда максимальное значение энергии сглаживающего реактора равно

77

Для обеспечения возможности сопоставления затрат на сглаживающий реактор, работающий в цепи постоянного тока, с затратами на фильтровый реактор, работающий в цепи переменного тока (как и трансформатор), введем условную установленную мощность реактора. Под ней будем понимать реактивную мощность этого реактора, равную полной мощности (активной мощности в идеальном реакторе нет), которую бы он имел с данным током и индуктивностью в цепи переменного тока. Из электротехники известно, что реактивную мощность реактора можно выразить как произведение угловой частоты ω и максимального значения энергии реактора, что приводит с учетом (3.21) к такому результату:

Для выпрямителя с qm2 = 2, K г = 0,24.

Конечно, условия работы магнитопровода сглаживающего реактора более легкие, чем у магнитопровода фильтрового реактора, так как переменная составляющая магнитного потока у них, обусловленная только пульсациями выпрямленного тока, составляет всего несколько процентов от постоянной составляющей потока. Именно поэтому определенная приведенным выше способом установленная мощность сглаживающего реактора названа условной и используется только при сравнении различных схем выпрямления по условным затратам на сглаживающие реакторы.

При задании коэффициента пульсаций выпрямленного тока Кпт нетрудно показать, что условная установленная мощность реактора

т. е. определяется отношением коэффициентов пульсаций выпрямленного напряжения Кп и выпрямленного тока Кпт. Здесь Кп = 0,67.

13. Вычисляется входной коэффициент мощности выпрямителя

78

что дает для Кгт = 0,48.

14. Вычисляется коэффициент преобразования выпрямителя по напряжению (по гладким составляющим)

15. Вычисляется коэффициент преобразования выпрямителя по току (по гладким составляющим)

Иногда определяют коэффициент преобразования выпрямителя по току как

По вычисленным значениям Ia (Ia.max), Ub.max по справочнику выбирается тип вентиля. По вычисленным значениям U2, I2, I1, Sт по спра-

вочнику выбирается готовый трансформатор, а при его отсутствии – по этим данным выдается задание на проектирование трансформатора. По значению индуктивности сглаживающего реактора и по току в нем подбирается готовый реактор или проектируется новый.

По результатам второго этапа анализа выпрямителя можно сделать следующие выводы.

• Выпрямитель характеризуется плохим использованием трансформатора, так как Sт* >1 на 34 %. Это обусловлено плохими форма-

ми токов в обмотках трансформатора, особенно во вторичных из-за однополупериодности выпрямления.

• Выпрямитель характеризуется плохим использованием вентилей по обратному напряжению, которое в π раз больше требуемого выпрямленного.

79

•Выпрямитель характеризуется плохим качеством выпрямленного напряжения (пульсации сравнимы с постоянной составляющей выпрямленного напряжения).

•Низкий входной коэффициент мощности выпрямителя.

Обычно выпрямители однофазного тока при U1 = 220 В применяют до мощностей Pd0 ≈ 3…5 кВт и при выпрямленном напряжении при-

мерно до 300 В для данной схемы при условии доступности вентилей с рабочим напряжением не выше 15 класса.

2.4. ВЫПРЯМИТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО ТОКА ПО МОСТОВОЙ СХЕМЕ (m1 = m2 = 1, q = 2)

Схема выпрямителя показана на рис. 2.4.1.

Вентильный мост содержит две группы вентилей – катодную (нечетные вентили) и анодную (четные вентили). В мостовой схеме ток проводят одновременно два вентиля – один из катодной группы и один из анодной. Правило определения проводящего вентиля в катодной группе сформулировано в предыдущем разде-

ле. Правило определения проводящего вентиля в анодной группе – прово-

дит тот вентиль, потенциал катода которого наиболее отрицателен.

Задача анализа является той же, что и предыдущей базовой схемы, т. е. определение свойств схемы и на этой основе выработка рекомендаций по области применения выпрямителя. Методика анализа также аналогичная, т. е. сначала

качественный анализ электромагнитных процессов с помощью временных диаграмм, а на втором этапе – количественный анализ с целью получения расчетных соотношений.

Временные диаграммы напряжений и токов схемы приведены на рис. 2.4.2 в той же последовательности, что и для предыдущей схемы.

Методика их построения также прежняя. Отличия в диаграммах касаются только величины

80

Рис. 2.4.2