Расчёт и выбор сглаживающего дросселя

Пульсации выпрямленного тока увеличивают действующее значение тока якоря, увеличивают коэффициент формы тока Кф и вызывают, в связи с этим, повышенные тепловые потери. В связи с этим установленная мощность электродвигателя, соответствующая требуемому М_с, обусловленному гладкой составляющей тока двигателя, должна быть увеличена в % раз. Эти пульсации являются причиной пульсаций поперечного поля якоря и приводят к повышенным потерям на перемагничивание железа; ухудшают коммутацию двигателя, т.к. даже в установившемся режиме (di/dt = 0) пульсации поперечного поля тока якоря приводят к повышенному шуму при работе двигателя; являются причиной режима прерывистого тока, в котором электропривод имеет существенные нелинейности.

Для уменьшения пульсаций тока и ограничения зоны прерывистых токов в главной цепи двигателя применяют дополнительный сглаживающий дроссель. Однако, с целью экономии, стремятся обойтись без сглаживающего дросселя, при­меняя многофункциональные схемы выпрямления и двигатели, предназначенные для работы от вентильных преобразователей. При этом двигатели должны иметь достаточно большую индуктивность якоря (избегают применения компенсационных обмоток), для чего полюсы и статор в целом выполняются шихтованными.

 

Максимально возможное напряжение на выходе выпрямителя рассчитываем по формуле

Е₀ = U_2ф K_сх (2.11)

Подставим числовые значения в формулу (2.11)

Е₀ = 115,28 0,9 = 103,75 В

Индуктивность якорной цепи определяем по формуле

Lяц = (1- (2.12)

где Е₀ - максимально возможное напряжение на выходе выпрямителя, В;

I _гр.max - абсолютное наибольшее значение граничного тока, А. Выбираем 2.74;

f - частота питающей сети, Гц;

m_n – пульсность схемы.

 

Подставим числовые значения в формулу (2.12)

Lяц = (1- 0) = 0,045 Гн

Число пар полюсов рассчитывается по формуле

(2.13)

Выполним расчёт в соответствии с формулой (2.13)

= 2,67

 

Определим фазное напряжение вторичной обмотки

U_2ф = E₂ Кс К_R Ка (2.14)

Подставим числовые значения в формулу (2.14)

U_2ф = 122 22 1 1 1 05 1 1 = 155 28 В

 

Найдём ЭДС вторичной обмотки

Е₂ = (2.15)

Подставим числовые значения в формулу (2.15)

Е₂ = = 122 22 Вт

Индуктивность двигателя определяем по формуле

Lдв = k (2.16)

где k - коэффициент пропорциональности, учитывающий исполнение двигателя. Принимаем к = 0.6;

p – число пар полюсов.

 

Подставим числовые значения в формулу (2.16)

 

Lдв = 0,6 Гн

Проверка надобности дросселя определяется выражением

Lдв ≤ Lяц (2.17)

Подставим числовые значения в выражение (2.17)

0,0052 0,045

Т.к. условие (2.17) не выполняется, (индуктивность двигателя больше индуктивности якорной цепи) – сглаживающий дроссель не нужен.

Выбор коммутационной аппаратуры

Выбор коммутационной аппаратуры схемы управления производится по номинальному напряжению (или источника питания), номинальному току и не-обходимому количеству контактов. При выборе промежуточного реле учитывается количество замыкающих и размыкающих контактов. При выборе кнопок учитывается их исполнение и цвет.

 

Расчёт элементов защиты

Переходные процессы в цепях преобразователя электрической энергии часто сопровождается перенапряжениями, основными их которых являются перенапряжения, обусловленные внутренними процессами в полупроводниковых приборах в моменты коммутации тока; коммутационные перенапряжения возникающие в моменты отключения внешних цепей с индуктивностями перенапряжения, вызванные резонансными явлениями в преобразователях; внешние перенапряжения, поступающие из питающей сети. Перенапряжения могут привести к электрическому пробою приборов, вызывающему, как правило, возникновением коротких замыканий.

Защитные RC-цепи предназначены для ограничения скорости нарастания напряжения и снижения перенапряжений на вентилях схемы. Для защиты СПП от аварийных токов используют анодные реакторы, которые ограничивают ток короткого замыкания на уровне, не превышающем ударный ток Iуд прибора.

Точный расчёт RC-цепей достаточно сложен и требует учёта ряда факторов применения вычислительной техники. Параметры RC-цепи определяется компромиссным решением с учётом достаточного ограничения уровня напряжения разрядного тока защищенного конденсатора в момент включения вентиля при максимальном угле регулирования.

Параметры RC-цепей, защищающий полупроводниковые приборы о внутренних перенапряжений, можно определить ориентировочно.

 

Емкость конденсатора С,Ф определяется по формуле

 

С (2.18)

где - максимальный обратный ток тиристоров, А;

- максимальный ток через тиристор в прямом направлении, А;

- максимальное обратное напряжение, прикладываемое к тиристору в схеме, В.

 

Подставим числовые значения в формулу (2.18)

 

С 0 001 пФ

Сопротивление резистора R,Ом RC-цепи определяется по формуле
R = (2.19)

Подставим числовые значения в формулу (2.19)

 

R = = 200 кОм

Мощность резистора Р, Вт RC-цепи определяется по формуле

Р = ∙ (2.20)

Подставим числовые значения в формулу (2.20)

 

Р = 1200 0 006 = 7 2 Вт

Исходя из значений ёмкости защитных конденсаторов и значений Сопротивления и мощности резисторов, выбираются RC-цепи.