Расчет и выбор выходного фильтра

Силовой фильтр предназначен для сглаживания пульсаций, которые образуются после работы выпрямителя.

Сам фильтр представляет собой схему изображенную на рисунке 3.3.

 

 

Рисунок 3.3 – Схема силового фильтра АИН с ШИМ

Параметры сглаживающего фильтра зависят от величины выпрямленного напряжения и тока нагрузки инвертора, и требуемых величин пульсаций выпрямленного напряжения. Наибольшие амплитуды пульсаций наблюдаются при минимальных значениях выпрямленного напряжения.

Величина индуктивности фильтра L₀ находится по следующей формуле:

 

		(3.8)

где и – коэффициенты пульсаций до и после сглаживающего реактора;

– минимальное напряжение инвертора, В;

– средний ток инвертора, А;

– номинальная частота сети, Гц.

 

		(3.9)
		(3.10)

где .

Минимальное напряжение инвертора исходя из диапазона регулирования частоты:

		(3.11)
		(3.12)

Сглаживающий фильтр устанавливается в звено постоянного тока низковольтных агрегатов и служит для снижения переменной составляющей тока через конденсатор фильтра и уменьшения зоны прерывистых токов при работе электропривода.

Ёмкость входного конденсатора С₀ находится из условий, что от выпрямителя протекает лишь постоянная составляющая тока инвертора из-за достаточно большой индуктивности L₀, а переменная составляющая этого тока протекает через этот конденсатор.

Амплитудное значение номинального тока рассчитывается:

 

(3.13)

 

где – номинальный ток двигателя, А

 

(3.14)

где – максимальная частота напряжения двигателя, Гц.

Ток конденсатора считается по формуле:

 

, (3.15)

.

 

Защита автоматическими выключателями

Автоматические выключатели (QF1 на схеме рисунок 3.2) являются защитными аппаратами многократного действия, предназначенными для защиты преобразователей от внешних коротких замыканий, опрокидывания инвертора и перегрузок по току.

Место включения автоматических выключателей в схемах преобразователей определяется теми наиболее вероятными аварийными режимами, от которых предусматривается защита. При этом должны учитываться специфика работы преобразователя, требования защиты и селективности отключения поврежденной цепи.

Автоматические выключатели переменного тока устанавливаются в преобразователях, питающихся от сети 690 В, на первичной стороне трансформатора или до токоограничивающих реакторов в бестрансформаторном варианте.

Выключатели на стороне переменного напряжения защищают преобразователь как от внутренних, так и от внешних аварийных режимов.

В нашем случае при питании выпрямителя от сети 380 В на стороне переменного тока выбираем выключатель SIEMENS SENTRON 3VL47 40-1DE36-0AA0 технические характеристики которого приведены в таблице 12.

 

Таблица 12 – Технические характеристики главного выключателя SIEMENS 3VL47 40-

-1DE36-0AA0.

Тип выключателя	Род тока	Uном, В	Iном, А	Максимальный ток, А
3VL47 40-1DE36-0AA0	переменный

 

Защита плавкими предохранителями

Для защиты силовых полупроводниковых преобразователей частоты средней и большой мощности при внешних и внутренних коротких замыканиях широкое применение нашли быстродействующие плавкие предохранители, которые являются дешевыми средствами защиты. Они состоят из контактных ножей и плавкой вставки из серебряной фольги, помещенной в закрытый фарфоровый патрон. Плавкая вставка имеет узкие калиброванные перешейки, которые снабжены радиаторами из хорошо проводящего тепло керамического материала, посредством которых тепло отводится к корпусу предохранителя.

Такие радиаторы служат также дугогасительными камерами с узкой щелью, что значительно улучшает гашение дуги, возникающей в области перешейка. Параллельно плавкой вставке установлен сигнальный патрон, блинкер которого сигнализирует о расплавлении плавкой вставки, и, воздействуя на микровыключатель, замыкает сигнальные контакты.

Для защиты выбранного преобразователя частоты применяются плавкие предохранители типа 3NA3824 с техническими данными, которые приведены в таблице 13.

Таблица 13 – Технические характеристики предохранителя типа 3NA3824.

Тип	3NA3824
Номинальное напряжение, В
Ток срабатывания, А
Категория применения	gL/gG (защита линейных цепей от перегрузки и короткого замыкания)

 

Устанавливаем 3 плавких предохранителя типа 3NA3824 по 80 А на напряжение 500 В.