Трехфазный мостовой преобразователь (стр. 2 из 4)
3.1.8 Нашли наибольший выпрямленный ток короткого замыкания:
1963 А (3.10)3.1.9 Определили ортогональные составляющие первой гармоники вторичного тока в относительных единицах:
0,207 (3.11) 
(3.12) 
0,314. (3.13)3.1.10 Рассчитали действующее значение тока первой гармоники вторичной обмотки трансформатора (базисное значение тока):
612,947 А. (3.14)3.1.11 Нашли действующее значение тока вторичных обмоток трансформатора, соединенных «звездой»:
617,781 А. (3.15)3.1.12 Определили коэффициент трансформации трансформатора:
5,082. (3.16)3.1.13 Рассчитали действующее значение тока в первичных обмотках трансформатора, соединенных «звездой»:
121,562 А. (3.17)3.1.14 Вычислили полную мощность трансформатора:
46,32 кВ·А. (3.18)3.1.15 Определили угол сдвига первой гармоники входного тока относительно фазной ЭДС:
0,848 рад. (3.19)3.1.16 Рассчитали активную мощность на входе выпрямителя:
30,4 кВ·А. (3.20)3.1.17 Нашли коэффициент мощности выпрямителя:
K=P/S=30,4/46,32=0,656. (3.21)
3.1.18 Рассчитали среднее значение анодного тока:
Iа.ср=Id/3=800/3=266,666А. (3.22)
3.1.19 Определили максимальное значение анодного тока:
Iаm=Id=700 А. (3.23)
3.1.20 Вычислили действующее значение анодного тока:
436,837 А. (3.24)3.1.21 Определили скорость спадания анодного тока в момент выключения вентиля:
-1541А/с. (3.25)3.1.22 Рассчитали анодное напряжение в момент включения вентиля:
23,349 В. (3.26)3.1.23 Нашли анодное напряжение в момент выключения вентиля:
55,737 В. (3.27)3.1.24 Определили максимальное значение обратного анодного напряжения:
– 61,22 В. (3.28)3.1.25 Нашли действующее значение n-й гармоники выпрямленного напряжения (a>0; Id>0; g≤60º):
(3.29)где
-0,097; (3.30) 
-0,017; (3.31)n – номер гармоники выпрямленного напряжения, приняли n=6.
Аналогичные вычисления провели и для n=12,18. При этом получили:
Ud (12)=3,583 В; Ud (18)=2,992 В.
3.1.26 Определили действующее значение первой гармоники анодного напряжения:
. (3.32)3.1.27 Рассчитали действующее значение n-й (n=6k±1) гармоники анодного напряжения:
, (3.33)где
0,152; (3.34) 
0,243 (3.35)Аналогичные вычисления провели и для n=7. При этом получили следующий результат: Ua (7)=3,969 В.
3.1.28 Нашли действующее значение n-й (n=3k) гармоник анодного напряжения:
, (3.36)где
0,061; (3.37) 
0,394 (3.38)Аналогичные вычисления провели и для n=6. При этом получили следующий результат: Ua (6)=2,062 В.
3.2 Выбор тиристоров и охладителей
Выбор тиристоров осуществляется на основе следующих найденных расчетным путем величин:
- средний ток, протекающего через прибор Iа.ср=266,667 А,
- максимальное значение обратного анодного напряжения Uam=61,22 В,
- анодное напряжение в момент выключения вентиля
55,737 В,- скорость спадания анодного тока в момент выключения вентиля
-1541А/с.Исходя из этих условий из справочника [2] с учетом 5%-го допуска требуемых разбросов параметров выбрали тиристоры Т-133-400 со следующими эксплуатационными параметрами:
- максимально допустимое напряжение в открытом состоянии 300 – 1600 В
- максимально допустимый средний ток в открытом состоянии 400 А
4. Расчет семейства внешних характеристик
4.1 Режимы работы выпрямителя
В работе трехфазного мостового выпрямителя можно выделить три режима работы: режим 2-3 (ток попеременно пропускают два или три вентиля); режим 3 (ток пропускают всегда три вентиля); режим 3-4 (ток попеременно пропускают три или четыре вентиля). С увеличением выпрямленного тока Id или индуктивного сопротивления xg при заданном напряжении питания Uпит, один режим работы выпрямителя переходит в другой. Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость выпрямленного напряжения Ud от выпрямленного тока Id.
4.2 Внешние характеристики режима работы 2-3
Внешними характеристиками Ud=f(Id) для режима 2-3 являются прямые линии, следовательно, каждую из них можно построить по двум точкам. Для построения первой точки (a=0°) примем Id=0, тогда вторая координата опишется уравнением:
. (4.1)Для построения второй точки каждой характеристики примем в относительных единицах
. Тогда в абсолютных единицах: 
0,2×1954 = 390,8 А, (4.2)где Iбаз=1954 А – базисное значение тока, равное току короткого замыкания при угле a=30°.
Семейство внешних характеристик выпрямителя при его работе в режиме 2-3 описывается уравнением:
. (4.3)Воспользовавшись уравнением (4.3), рассчитали координаты точек при различных углах управления a для номинального параметра Edном. Результаты свели в табл.4.1.
Таблица 4.1
Внешние характеристики режима 2-3
| Рассчитываемое напряжение | Угол управления a, º | ||||||
| 0 | 15 | 27,585 | 45 | 60 | 70 | 80 | |
| Ud1, В | 58,46 | 56,47 | 51,81 | 41,33 | 29,23 | 19,99 | 10,15 |
| Ud2, В | 51,74 | 49,75 | 45,1 | 34,62 | 22,51 | 13,278 | 3,43 |
4.3 Внешние характеристики режима 3
Для a=0° граничной между режимами 2-3 и 3 является точка А, для которой координаты определяются так:
(4.4) 
(4.5)Для a=30° граничной между режимами 3 и 3-4 является точка В, для которой координаты определяются так:
(4.6) 
(4.7)Промежуточные точки участка А-В внешней характеристики выпрямителя в режиме 3 описывается уравнением:
. (4.8)Угол управления a для режима 3 является вынужденным и изменяется от 0° до 30°. Угол коммутации остается постоянным и равным 60°.
Участок границы между режимами 2-3 и 3-4 для токов Id>IdгрВ описывается тем же уравнением, что и участок А-В внешней характеристики. Максимальное значение тока при Ud=0:
. (4.9)Задаваясь значениями тока Id в диапазоне 846,1£Id£1692,2 найдем по формуле (4.8) значения Ud. Результаты свели в табл.4.2.
Таблица 4.2
Внешние характеристики режима 3
| Id, A | 953,3 | 1100 | 1200 | 1300 | 1400 | 1500 | 1692,2 |
| Ud, B | 43,81 | 38,51 | 35,78 | 32,56 | 28,67 | 23,79 | 5,07 |
4.4 Внешние характеристики режима работы 3-4
Режим работы 3-4 наступает при углах управления a ≥ 30º.
Рассчитаем характеристики углов управления, равных 30º и 45º по двум точкам. Для a=30º координаты точек:
- первая (точка В): Id=1400 A, Ud=28,67 В;