Меню

Выпрямители для электропривода постоянного тока



Трехфазный тиристорный выпрямитель напряжения: примеры практического применения

Трехфазный тиристорный выпрямитель предназначен для преобразования трехфазного переменного напряжения сети в постоянное регулируемое. Рассмотрим примеры практического применения управляемого тиристорного преобразователя.

Трехфазный тиристорный выпрямитель тока предназначен для преобразования трехфазного переменного напряжения сети в постоянное регулируемое. Выпрямитель является одним из наиболее распространенным и классическим изделием силовой электроники. Предлагаем читателю ознакомиться с его внутренним устройством и вариантами применения.

Общая структура типовой выпрямительной системы представлена на рисунке 1:

Трехфазный тиристорный выпрямитель

Рисунок 1. Трехфазный тиристорный выпрямитель тока (напряжения)

Трехфазное переменное напряжение подается на первичную обмотку сетевого трансформатора TV через сетевой дроссель L. Напряжение со вторичной обмотки поступает на управляемый тиристорный выпрямитель VS, собранный по мостовой схеме Ларионова. Выходное напряжение выпрямителя содержит гармоники и фильтрации, для подавления которых предназначен Г-образный идуктивно-емкостной фильтр Ф. В ряде случаев требуется заземление минусового провода (провод PE).

Рассмотрим практические примеры применения этого устройства.

Пример 1. Распределение мощности по трем фазам при питании однофазной нагрузки

Довольно часто встречается случай, когда нагревательный элемент электрической печи выполнен однофазным. При большом количестве таких печей на предприятии и питании их однофазным напряжением возникают сильные перекосы фаз, что неблагоприятно сказывается на других потребителях и снижает пропускную способность электрической сети. Одним из решений может стать применение выпрямителя — при питании нагрузки через управляемый выпрямитель мощность равномерно распределяется по всем трем фазам:

Трехфазный тиристорный выпрямитель
Рисунок 2. Питание однофазной нагрузки от трехфазного выпрямителя

Пример 2. Источник питания постоянного тока

Выпрямитель напряжения может использоваться как регулируемый мощный источник питания постоянного тока. Такой источник может использоваться для различных применений: питания гальванических ванн, зарядки аккумуляторных батарей (тиристорное зарядное устройство), питания приборов и автоматики подстанций оперативным током (шкаф оперативного тока ШОТ). В случае необходимости реализации системы питания постоянного тока с защитным заземлением необходима гальваническая развязка через трансформатор.

Трехфазный тиристорный выпрямитель

Рисунок 3. Источник питания постоянного тока

Пример 3. Управление двигателем постоянного тока

Классическое применение трехфазного выпрямителя — регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока (ДПТ):

Трехфазный тиристорный выпрямитель

Рисунок 4. Регулятор скорости двигателя постоянного тока

Для этого необходимо два выпрямителя: один питает обмотку возбуждения, второй обмотку якоря. В настоящее время электропривод постоянного тока интенсивно вытесняется частотно регулируемым приводом (ЧРП) переменного тока; однако по ряду причин и в настоящее время двигателя постоянного тока широко применяются в промышленности и на транспорте.

Трехфазный тиристорный выпрямитель
Рисунок 5. Трехфазный тиристорный
управляемый выпрямитель переменного
тока ТВН фирмы «Звезда-Электроника»

Российским производителем регулируемых выпрямителей является фирма ООО «Звезда-Электроника», которая серийно и под заказ производит трехфазный тиристорный выпрямитель напряжения ТВН. Изделия фирмы отличаются широким набором сервисных функций, наличием комплекса защит, стабильностью, разумными массо-габаритными показателями. Цена тиристорного выпрямителя держится на уровне, доступном для большинства потенциальных заказчиков. При производстве применяются современные материалы и комплектующие, например, тиристорные модули Semikron – ведущего мирового производителя силовых полупроводниковых приборов. Вся продукция проходит тщательный контроль на всех этапах.

Основные технические данные:

  • номинальный выходной ток 40, 80, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 А;
  • выходное напряжение – регулируемое или стабилизированное (согласно заказу);
  • система управления – микропроцессорная;
  • режимы стабилизации выходного напряжение и тока;
  • защиты от короткого замыкания, перегрузки, перегрева, потери или «слипания» фаз;
  • индикация данных на жидкокристаллическом дисплее;
  • программирование параметров с кнопочной панели управления;
  • широкий выбор управляющих сигналов;
  • степень защищенности IP41 с возможностью усиления до IP54;
  • по заказу дополнительное комплектование сглаживающим дросселем, сетевым фильтром, сглаживающими конденсаторами, платой аналогового вывода.

По материалам компании «Звезда-Электроника»

Источник

Приводы к выключателям высокого напряжения — Работа привода постоянного тока от сети переменного тока с применением выпрямителей

Содержание материала

  • Приводы к выключателям высокого напряжения
  • Введение
  • Классификация приводов
  • Привод ПМ-10
  • Привод ПРБА
  • Реле и отключающие катушки
  • Приводы ПРА
  • Устройство механизма электромагнитного привода
  • Расчет включающих и отключающих электромагнитов
  • Электромагнитные приводы с малым моментом включения
  • Приводы для подстанционных выключателей с большим моментом включения
  • Электромагнитные приводы ШПЭ
  • Схемы управления приводов для подстанционных выключателей, ШПС-20
  • Обмотки катушек электромагнитов
  • Виды пневматических приводов
  • Пневматический привод с небольшим моментом включения
  • Пневматические приводы для выключателей с большим моментом включения
  • Грузовые приводы
  • Грузовой привод ПГМ-10
  • Пружинно-грузовой привод
  • Пружинные приводы
  • Пружинный привод с электродвигательным заводом
  • Конструкция и принцип действия гидравлического привода
  • Особенности управления гидравлическими приводами
  • Приводы на оперативном переменном токе
  • Работа привода постоянного тока от сети переменного тока с применением выпрямителей
  • Электрическая схема электромагнитных приводов переменного тока
  • Инерционные приводы
  • Центробежные электродвигательные приводы
  • Электродвигательные приводы прямого действия
  • Применение приводов к различным выключателям
  • Испытание приводов
  • Монтаж приводов
  • Установка приводов ПГ-10, ПГМ-10, ППМ-10 и УПГП
  • Установка электромагнитных приводов ПС-10, ПЭ-2
  • Монтаж приводов ШНР-35 с выключателями ВМ-35
  • Монтаж приводов ШПЭ, ШПС-10
  • Дефекты приводов и методы их устранения
  • Правила хранения приводов
  • Подготовка приводов к эксплуатации
  • Правила эксплуатации приводов
  • Литература

а) Сухие полупроводниковые выпрямители.

За последнее время нашли широкое применение меднозакисные и селеновые выпрямительные устройства. Преимущества этих выпрямительных устройств те, что они всегда готовы к действию, имеют довольно длительный срок службы, не требуют специального ухода и занимают мало места. Из элементов этих выпрямителей можно легко собирать устройства (батареи) необходимого тока и напряжения в зависимости от мощности приводов. Так как выпрямительная установка для питания привода работает весьма кратковременно, то допускаемая плотность тока на один элемент может быть повышена. Обратное напряжение тоже может быть повышено, так как опасность теплового пробоя почти отсутствует.
В нормальных условиях работы одна выпрямительная установка может обслуживать группу приводов выключателей с общим количеством до 40 операций включения за 30 мин при любых интервалах между операциями. Для одновременного включения двух выключателей требуется соответственно выпрямительная установка большей мощности.
Меднозакисные выпрямители надежно работают в пределах рабочей температуры от 0 до +35° С, причем верхний предел температуры обусловлен допущенным количеством операций включения и температурой старения меднозакисных элементов. Нижний предел обусловлен значительным уменьшением выпрямительного напряжения с понижением температуры выпрямителя.
Селеновые выпрямители нормально работают в диапазоне температур окружающей среды — 40° С до + 35° С, в то время как меднозакисные выпрямители при отрицательных температурах требуют специального подогрева. Кроме того, селеновые выпрямители допускают кратковременную перегрузку до 400%. Поэтому для приводов управления, предназначенных для работы на открытой части подстанции при колебаниях температуры, следует применять селеновые выпрямители.

Читайте также:  При нагревании металлического проводника сила тока

Селеновые выпрямители, рекомендуемые заводом «Электроаппарат» для питания электромагнитных приводов к выключателям высокого напряжения, собраны из элементов диаметром 100 мм и не имеют контактных шайб. На отсутствие контактных шайб указывает буква Б в обозначении типа выпрямителя (например, ВС-140Б).
Рекомендуемые числа элементов, схемы соединений и номинальное напряжение катушки включения привода для различных напряжений сети переменного тока и различных мощностей привода указаны в табл. 8-1.

Таблица 8-1

Примечание. В таблице приняты следующие обозначения: А — число фаз питающей сети; Р — мощность привода (потребление из сети при неподвижном сердечнике); Uл —линейное напряжение питающей сети; Uном — номинальное напряжение катушки включения привода; Б — выпрямление по полупериодам; В — число параллельных ветвей в плече выпрямителя; Г— число последовательно включенных элементов в плече; Д— полное число элементов в выпрямителе.

На рис. 8-4 приведена принципиальная схема управления приводом при питании его от двухполупериодного селенового выпрямителя. Для питания катушки привода на 220 в постоянного тока от сети 220 в трехфазного тока при мощности привода менее 22 квт должен быть применен выпрямитель на 22 квт.

Рис. 8-4. Принципиальная схема привода при его питании от двухполупериодного селенового выпрямителя. П — предохранитель; К — контактор; КСУ— контакт в цени включающего соленоида привода; Вкл— включающая кнопка; ВС— селеноид включения; С— селеновый выпрямитель.

Иногда по условиям работы батарею из селеновых выпрямителей помещают либо в отдельный ящик с естественным охлаждением, либо в бак с трансформаторным маслом.

При помещении селеновых выпрямителей в бак с трансформаторным маслом выпрямители защищены от внешних влияний и имеют лучшие условия охлаждения. Имеются данные об эксплуатации селеновых выпрямителей с охлаждением в масле. Эта батарея (рис. 8-5) состояла из 4 ветвей на фазу по 22 шайбы в ветви, т. е. с общим числом шайб на фазу 88. В течение 5 мес. эксплуатации было произведено 450 включений, при этом температура масла не изменилась. Во время испытаний выпрямитель выдержал 20 включений подряд с интервалом 7—10 сек, причем никаких изменений в выпрямителе не наблюдалось.
На подстанции одного трамвайно-троллейбусного управления инж.
Б. С. Зубрицким были применены селеновые выпрямители ВС-100 (рис. 8-6), соединенные по трехфазной мостовой схеме, причем питание выпрямителей производится только во время включения выключателя. В остальное время выпрямители находятся без напряжения. Эксплуатация этих выпрямителей дала положительные результаты на протяжении около 10 лет.


Рис. 8-5. Схема питания привода типа ПС-10 через селеновые выпрямители.
ВС —селеновый выпрямитель; КТ — контактор переменного тока; 1КП и 2КП — контакторы постоянного тока; 1КB и 2КВ — блок-контакты выключателей; 13В и 2ЭВ — электромагниты включения выключателей; 1К и 2К — кнопки включения выключателей; 1П — предохранитель на 20 а; 2П — предохранитель на 35 а.

Рис. 8-6. Схема питания привода типа ПС-10 от селеновых выпрямителей, соединенных по трехфазной мостовой схеме.
1—цепь отключения от релейной защиты; 2 — реле блокировочное; 3 — контактор для включения выключателя; 4 — блок-контакты; 5 — магнитный пускатель; 6— селеновые выпрямители; 7—отключающая катушка; 8—кнопка деблокировки; 8— электромагнит включения; ЛK— лампа красная; ЛЗ—лампа зеленая.

б) Ионные выпрямители с жидким катодом.

О применении выпрямителей типа игнитрон для питания приводов к высоковольтным выключателям были опубликованы работы Л. К. Грейнера и Η. Н. Никифоровского.
Схемы с игнитронами дают следующие преимущества: 1) возможность управления большими мощностями посредством коммутации во вспомогательной цепи; 2) допускают высокую перегрузку; 3) позволяют регулирование процессов зажигания; 4) не требуют ухода; 5) имеют легкую взаимозаменяемость, обусловленную стандартным исполнением игнитронов.

Рис. 8-7. Схема ионного выпрямителя, питающего группу приводов.
1 — игнитроны; 2 — полупроводниковые выпрямители в цепи зажигания; 3—обмотки приводов; 4—шунтирующие сопротивления.

Ионные выпрямители могут одновременно обслуживать два или несколько приводов большой мощности. В этом случае по данным эксперимента вполне пригоден ионный выпрямитель, собранный в трехфазную схему (рис. 8-7). Эта схема, помимо игнитронов, содержит вентили в цепи зажигания (например, меднозакисные), нагрузку в виде обмоток приводов, активное шунтирующее сопротивление и контакторы. Активное сопротивление необходимо в связи с тем, что при работе игнитронов на высокоиндуктивную нагрузку (обмотки приводов к выключателям) немедленное возбуждение рабочей дуги с включением цепи зажигателей оказывается затрудненным, так как в этом случае необходимо некоторое время для нарастания тока в зажигателях до величины, минимально необходимой для ионизации.
Введение в схему сопротивления позволяет одновременно с включением цепи зажигателей получить в них ток, достаточный для возбуждения рабочей дуги. Иначе говоря, введение в цепь сопротивления позволяет сократить оперативное время включения выключателя. Кроме того, включение в цепь сопротивления позволяет активно воздействовать и на ускорение процесса затухания тока в цепи привода, поддерживаемого энергией магнитного поля привода после размыкания цепи зажигателей. Ионный выпрямитель, собранный в трехфазную мостовую схему, при междуфазном напряжении 220 в без специальной трансформации напряжения и при нормальных обмотках приводов может обслуживать нагрузку мощностью до 60—70 квт, допуская в пределах приводимой величины одновременное включение группы приводов. Диапазон возможных температур окружающей среды проверен экспериментально в пределах от 0 до +35° С.
При включении ингитронов по однофазной схеме требуется введение специальной трансформации напряжения или применение специальных обмоток приводов на более низкие напряжения. Внешняя характеристика однофазных выпрямителей менее благоприятна, чем у трехфазных, а загрузка колб относительно больше. Отсюда следует, что применение однофазных схем для приводов менее целесообразно, чем трехфазных схем.
Кроме меднозакисных, селеновых и ионных выпрямителей с жидким катодом могут быть применены плоские германиевые выпрямители, которые в значительной степени повысят эффективность устройства и уменьшат его габаритные размеры.

Источник

Выпрямители для электропривода постоянного тока

В данном разделе не представлено объектов

Характеристики Электротехнического оборудования

  • Аппараты высокого напряжения (свыше 1000 В)
  • Аппараты низкого напряжения
  • Изделия порошковой металлургии
  • Кабельные изделия
  • Комплексные устройства управления электроприводами. Электропривод
  • Комплектные устройства управления, распределения электрической энергии и защиты на напряжение до 1000 В
  • Медицинская техника
  • Оборудование насосное (насосы, агрегаты и установки насосные)
  • Оборудование для кондиционирования воздуха и вентиляции
  • Полупроводниковые приборы и преобразователи на их основе
  • Приборы и средства автоматизации общепромышленного назначения
  • Светотехнические изделия
  • Силовые конденсаторы и конденсаторные установки
  • Технологическое оборудование
  • Трансформаторы (автотрансформаторы). Комплектные трансформаторные подстанции. Реакторы
  • Тяговое и крановое электрооборудование
  • Ультразвуковое оборудование
  • Химические и физические источники тока
  • Электрические машины
  • Электроизоляционные материалы
  • Электрокерамические изделия, изоляторы
  • Электросварочное оборудование
  • Электротермическое оборудование
  • Электроугольные изделия
Читайте также:  Металлический ток в металлах представляет собой

Характеристики станков

  • токарные станки
  • сверлильные станки
  • расточные станки
  • шлифовальные станки
  • заточные станки
  • электро станки
  • зубообрабатывающие станки
  • резьбообрабатывающие станки
  • фрезерные станки
  • строгальные станки
  • долбежные станки
  • протяжные станки
  • отрезные станки
  • прочее оборудование

Характеристики КПО

  • прессы механические
  • прессы гидравлические
  • машины гибочные и правильные
  • машины и вальцы ковочные
  • ножницы
  • автоматы кузнечно-прессовые
  • молоты
  • комплексы оборудования на базе кузнечно-прессовых машин
  • автоматические производственные линии
  • устройства механизации и автоматизации к кузнечно-прессовому оборудованию
  • Разное кузнечно прессовое оборудование

Характеристики импортного оборудования

  • Токарные станки
  • Сверлильные станки
  • Расточные станки
  • Шлифовальные станки
  • Заточные станки
  • Электроэррозионные станки
  • Зубообрабатывающие станки
  • Фрезерные станки
  • Кузнечно-прессовое оборудование
  • Прочее оборудование
  • Трубообрабатывающие станки
  • Ленточнопильные станки
  • Обрабатывающие центры
  • Хонинговальные станки

Характеристики насосного оборудования

  • Вакуумные насосы
  • Дренажные, песковые, шламовые насосы
  • Насосные станции, установки и мотопомпы
  • Насосы для бочек
  • Насосы для воды
  • Насосы для скважин и колодцев
  • Насосы для топлива
  • Насосы химические и для агрессивных сред
  • Фекальные насосы
  • Прочие поверхностные насосы
  • Прочие погружные насосы
  • Прочие самовсасывающие и циркуляционные насосы
  • Прочие насосы

Марки стали и сплавов

  • Черные металлы, стали, чугун
  • Цветные металлы и сплавы
  • Прочие стали и сплавы
  • Зарубежные аналоги

Прочее оборудование

Новости

10.02.19 — Добавлены характеристики на холодильное оборудование

01.11.17 — Добавлены характеристики на насосное оборудование

16.02.17 — Обновлены характеристики на пресс КА4537

Делитесь информацией

Не нашли на портале характеристики на нужное вам оборудование?
Отправьте нам модель отсутствующего у нас оборудования, и мы Вас оповестим, как только добавим характеристики этого оборудования на сайт.

Источник

Контрольная работа: Принципы расчета выпрямителя для электропривода постоянного тока

Преобразовательные устройства служат для преобразования переменного напряжения (тока) в постоянное, постоянного напряжения (тока) в переменное, переменное напряжение (тока) одной частоты в переменное напряжение (ток) другой частота.

Также они служат для преобразования низкого постоянного напряжения в высокое постоянное напряжение и т. Д.

Основными характеристиками преобразовательных устройств является КПД, коэффициент мощности и другие энергетические характеристики.

Преимущества полупроводниковых преобразовательных устройств по сравнению с другими преобразователями неоспоримы. Они обладают высокими регулировочными характеристиками и энергетическими показателями, имеют малые габариты и массу, просты и надежны в эксплуатации.

Преобразовательная техника является одним из наиболее эффективных направлений электротехники. Широкое внедрение силовых полупроводниковых устройств в различные отрасли промышленности способствует техническому прогрессу.

Основными видами преобразователей электрической энергии являются:

Выпрямители, преобразующие мощность переменного тока в мощность постоянного тока;

Инверторы, преобразующие мощность постоянного тока в мощность переменного;

Выпрямитель – это устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Основными элементами выпрямителя являются трансформатор и вентили, с помощью которых обеспечивается протекание тока в цепи нагрузки, в результате чего переменное напряжение преобразуется в пульсирующее.

В зависимости от числа фаз напряжения питания различают однофазные и трехфазные выпрямители, независимо от мощности все выпрямители подразделяют на однотактные и двухтактные. К однотактным относят выпрямители, в которых по вторичным обмоткам трансформатора ток проходит в одном направлении за период (полупериод или его часть). Отношение частоты пульсаций к частоте сети в однотактных выпрямителях равно числу фаз вторичной обмотки трансформатора. В таких схемах кроме простейшего однополупериодного выпрямителя обязательно имеется вывод нулевой точки трансформатора. Таким образом, однотактные выпрямители – это выпрямители с нулевым выводом.

К двухтактным выпрямителям относят выпрямители, в которых в каждой фазе вторичной обмотки трансформатора ток проходит дважды за период в противоположных направлениях. Кратность пульсаций выпрямленного напряжения в подобных схемах в два раза больше числа фаз вторичной обмотки трансформатора. Двухтактные выпрямители называют также мостовыми, в которых ток во вторичной цепи всегда проходит последовательно по двум тиристорам.

1. Описание выпрямителя

Анализ технико-экономических показателей выпрямителей показывает, что для тиристорных электроприводов постоянного тока средней и большой мощности трехфазная мостовая схема выпрямителя является наиболее экономичной. Выбираем ее как заданную базовую схему в режиме управляемого выпрямителя, именуемой в дальнейшем полупроводниковой группой (ПГ).

Для реверсивных быстродействующих электроприводов используются двухкомплектные выпрямители, отдельные ПГ которых соединяются по следующим типам схем: перекрестная, параллельная и «Н»-схема. Согласно заданию используется «Н»-схема (рис.1.1.)

Рис.1.1. Схема управляемого выпрямителя.

При согласованном управлении управляющие импульсы поступают одновременно на обе ПГ, при этом фазировка управляющих импульсов в одной из них соответствует выпрямленному режиму, а в другой — инверторному.

Основным недостатком такого способа является наличие уравнительных токов. Для уменьшения которых используют уравнительные реакторы, индуктивность которых зависит от требуемого ограничения величины уравнительного тока, а количество определяется типом реактора и видом силовой схемы выпрямителя.

На рисунке 1.2. представлены временные диаграммы токов и напряжений при работе выпрямителя при α=0. В каждый момент времени ток проводит один тиристор катодной группы, у которого напряжение на аноде наиболее положительно, и один анодной группы, у которого напряжение на катоде наиболее отрицательно.

Моментами естественного отпирания тиристоров катодной группы являются точки пересечения синусоид ua, ub, uc при положительных напряжениях, для тиристоров анодной группы – точки пересечения синусоид при отрицательных напряжениях. От моментов естественного отпирания отсчитывают углы управления α,которыми регулируется величина выпрямленного напряжения.

Среднее значение выходного напряжения выпрямителя находим, интегрируя кривые ud при различных узлах уравнения α, т.е. Ud=Ud0cosα. На той временной диаграмме показан выпрямленный ток id. Также, на рисунке изображенные кривые токов вентилей и обратного напряжения.

2. Выбор трансформатора для питания выпрямителя

Выпрямитель содержит трансформатор, который служит для согласования напряжения питающей сети с напряжением на нагрузке выпрямителя и ограничения скорости изменения тока ( в тиристорах ПГ. При использовании трансформатора осуществляется разделение цепи нагрузки от питающей сети.

Выбор этого трансформатора будет производиться в предположении, что нагрузка на валу электродвигателя не зависит от направления ее вращения. В этом случае каждая ПГ в двухкомплексном ВП будет работать совершенно одинаково, следовательно, расчет можно проводить только для одной ПГ.

Читайте также:  Сила индукционного тока формула через сопротивление

При определении величины необходимого фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора возникают трудности, связанные с тем, что в начальной стадии проектирования оказывается неизвестными многие падения напряжения на отдельных силовых элементах. В этом случае расчет приходиться вести следующим образом. Сначала ориентировочно задаются возможными падения напряжения в различных элементах схемы выпрямителя и определяют необходимое фазное напряжение на вторичной обмотке U2ф трансформатора, а затем, после того как будут выбраны все элементы схемы, принятая ранее величина U2ф уточняется.

Ориентировочная величина U2ф может быть определена из соотношения:

(2.1)

-ЭДС на выходе выпрямителя при нулевом значении угла α

— коэффициент определяющий возможные колебания напряжения в питающей сети, =0,93;

αmin – минимальный угол управления выпрямителя , αmin= эл. град.;

— ЭДС электродвигателя при его работе в номинальном режиме:

=1,24∙(0,00157+0,001461+0,000556)=0,00444788 Ом

– коэффициент привидения сопротивления обмоток к нагретому состоянию;– суммарное сопротивление цепи выпрямительного тока (обмоток трансформатора, якорной цепи электродвигателя, соединительных приводов, динамического сопротивления тиристоров):

А — коэффициент, характеризующий наклон нагрузочных характеристик выпрямителя или ПГ от влияния коммутаций тиристоров,…

-напряжение спрямления вольтамперной характеристики тиристоров (следует учитывать общее число последовательно соединенных приборов);

-максимальный выпрямительный ток:

-напряжение короткого замыкания трансформатора в относительных единицах:

Величина ориентировочно может быть принята равной (0,01÷0,02)

Решая (2.1) относительнополучим:

Величина требуемого фазного напряжения на вторичной стороне трансформатора определяется соотношением:

(2.3)

(2.4)

Pd0 – максимальная расчетная мощность на стороне выпрямленного напряжения:

S1=S2= кВА

Действующее значение тока вторичной обмотки равно:

В первичной обмотке:

К – коэффициент трансформации трансформатора

U1ф – действующее значение фазного напряжения сети при соединении обмоток трансформатора «звезда – звезда»:

U1ф=

Таким образом, типовая мощность трансформатора:

По типовой мощности Sт, значение которой округляется до сотен, выбирается стандартный трансформатор.

Таблица 2.1. Паспортные данные трансформатора ТДП – 10000/10У2

Исполнение Сетевая обмотка Вентильная обмотка Преобразователь Потери, Вт Напряжение КЗ, В Ток Холл хода, %
Мощность кВА Напряжение, кВ НапряжениеВ Ток, А Напряжение, В Ток, А ХХ КЗ
3 10130 10 869 6530 1050 8000 13500 63330 7.7 0.8

3. Выбор тиристоров

3.1 Выбор класса тиристоров по напряжению

Тиристоры выбираются по напряжению с учетом рекомендуемого рабочего напряжения схемы выпрямителя U2ф, возможного повторяющегося перенапряжения Uн и возможного неповторяющегося (случайного) перенапряжения Uн. Необходимый класс тиристора по напряжению может быть выбран на основании соотношения

(3.1)

Кпн, Кнн — коэффициенты, учитывающие повторяющиеся Uп и кратковременные неповторяющиеся перенапряжения Uн на тиристорах; Кпн=1.25; Кнн=1.5

Uкл=1.25·1.5·

Класс тиристора Ктир выбирается из условия, что

Таблица 3.1. Параметры тиристора Т253-1250

U0, B Rд, мОм Iобр, мА Iа, А Wтир, А2с·103 Iудт, кА Rтв, ºС/Вт
0.95 0.2 50 2480 3920 28 0.02

3.2 Расчет числа последовательно включенных тиристоров

Определим допустимые Uп и Uн тиристора как:

Число последовательно включенных тиристоров по повторяющемуся напряжению находим из выражения:

(3.2)

Кпд – коэффициент неравномерного распределения напряжений между последовательно включенными тиристорами, Кпд=1.15;

S0 – число, округляющее расчет до целого.

Число последовательно включенных тиристоров по неповторяющемуся напряжению находят из соотношения:

Окончательно принимаем число последовательно включенных тиристоров Sтир=1.

3.3 Расчет числа параллельно включенных тиристоров

Число параллельно включенных тиристоров зависит от максимального среднего значения тока, проходящего через вентильное плечо ПГ выпрямителя, вычисляемое по формуле:

(3.4)

Реальный предельный ток для выбрнного типа тиристора рассчитывается по формуле, включающей параметры вольтамперной характеристики, условий охлаждения и формы реального тока:

пороговое напряжение;

динамическое сопротивление;

общее установившееся тепловое сопротивление системы (тиристор-среда) при типовом охладителе;

коэффициент формы тока;

– допустимое превышение максимально допустимой температуры тиристора над температурой окружающей среды:

Так как , то необходимо применять параллельное включение тиристоров. В этом случае их следует выбирать с таким расчетом, чтобы при выходе из строя одного из параллельно включенных тиристоров, выпрямитель мог завершить работу с последующей заменой поврежденного тиристора. Число параллельно включенных тиристоров рассчитывается по формуле:

– коэффициент, учитывающий неравномерное деление тока между параллельно включенными тиристорами,

Проверяют число параллельно включенных тиристоров по ударному току для наиболее тяжелого режима – внутреннего КЗ, возникающего при пробое тиристора в момент окончания коммутации. При этом не должно происходить выгорание тиристоров, подпитывающих контур КЗ. Для расчета теплового эквивалента тока КЗ можно сделать допущение о наличии быстродействующей «сеточной» защиты, блокирующей управляющие импульсы тиристоров. В этом случае в контуре КЗ протекает единичный импульс тока, амплитуды и тепловой эквивалент которого могут быть рассчитаны. Определяем параметры контура КЗ по данным трансформатора:

— приведенный коэффициент второй обмотке сопротивления КЗ;

— номинальный ток вторичной обмотки;

Активное сопротивление обмотки трансформатора может быть найдено исходя из мощности потерь КЗ:

— мощность потерь КЗ трансформатора;

— число вторичных фаз трансформатора, =3

Индуктивная составляющая сопротивления обмотки трансформатора равна:

Тогда базисный ток определяется по формуле:

предельно действующее напряжение на вторичной обмотке трансформатора при максимально допустимом напряжении питающей сети:

Соотношение между базисным током и ударным током КЗ, а также репловым эквивалентом тока КЗ зависит от реактивности контура КЗ:

ω – круговая частота напряжения питающей сети;

— индуктивность рассеивания вторичной обмотки трансформатора;

Амплитуда ударного тока КЗ будет определяться из соотношения:

коэффициент, зависящий от соотношения и определяемый на основании графика 3.1.

График 3.1. Зависимость коэффициента Куд от параметра .

Таким образом, исходя из графика,

Тепловой эквивалент тока КЗ определяется по формуле:

коэффициент, зависящий от соотношения и определяемый на основании графика 3.2.

График 3.2. Зависимость теплового эквивалента от параметра .

Таким образом, исходя из графика =7

Полученное значение теплового эквивалента не должно превышать защитный показатель принимаемых тиристоров Wтир, т.е.:

Число параллельно включенных тиристоров по ударному току проверяется из соотношения:

Увеличение в раз в формуле (3.7) обусловлено тем, что в контуре КЗ при внутреннем КЗ действует линейное напряжение двух фаз вторичных обмоток трансформатора.

Окончательное число параллельно включенных тиристоров в плечах выпрямителя принимаем по большему значению, вычисленному по формулам (3.5) и (3.7) , т.е. Nn=20.

3.4 Расчет количества тиристоров в выпрямителе

Расчет количества тиристоров в выпрямителе определяется по формуле:

Источник