Проектирование силовой части преобразователя

 

Выбор способа подключения к сети параметров согласующего трансформатора

 

Принципиально важным, влияющим на массогабаритные и технико-экономические показатели, является рациональное решение задачи о способе подключения преобразователя к питающей сети. Воспользуемся подключением через согласующий трансформатор.

Для предварительных расчетов можно принять приведенные к цепи нагрузки индуктивность и активное сопротивление трансформатора в долях от параметров нагрузки:

Индуктивность фазы обмотки трансформатора:

 

, Гн

 

 

 

Активное сопротивление фазы обмотки трансформатора:

 

, Ом

 

 

 

Минимально достаточное напряжение питания ШИР:

 

, В

 

 

 

 

где ᵞ_max=0.95 - максимальная скважность импульсов;

ΔU_ν = 1 - падение напряжения на диоде, В.

Параметры нагрузки соответствуют параметрам якорной цепи двигателя. Тогда номинальное напряжение на нагрузке при номинальном токе определяется следующим уравнением:

 

 

(2.1)

 

 

где Е_dтр - требуемое среднее значение выпрямленной ЭДС, В;

n=2 - количество последовательно соединенных диодов;

m=3 - количество фаз;

N=2 - тактность мостовой схемы;

Х_т - индуктивное сопротивление фазы обмотки

трансформатора, Ом;

I_dн - номинальный ток двигателя, А.

Индуктивное сопротивление фазы обмотки трансформатора определяется как:

, Ом

 

 

 

 

Номинальный ток двигателя рассчитывается следующим способом:

 

, А

 

 

 

Подставляя данные в уравнение (2.1), решим его относительно требуемого среднего значения выпрямленной ЭДС , обеспечивающее номинальный режим работы нагрузки:

В тоже время:

 

,

 

 

где E_d - напряжение на входе ШИР;

К_с = 0.9 - коэффициент учитывающий возможное снижение напряжения сети;

К_сх=2.34 - коэффициент схемы трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя;

E_2ф - ЭДС фазы вторичной обмотки трансформатора, В.

Тогда, из (2.2) ЭДС фазы вторичной обмотки трансформатора E_2ф, при условии, что E_d=E_dтр, будет равна:

 

, В

 

 

 

По найденному значению ЭДС фазы вторичной обмотки трансформатора E_2ф определяется коэффициент трансформации:

 

 

 

Выбор вентилей

 

Диоды выбираются по напряжению с учетом рассчитанного напряжения питания выпрямителя, возможного повторяющегося перенапряжения U_П и возможного неповторяющегося (случайного) перенапряжения U_НП. Для проектируемой схемы преобразователя напряжение на вентиле, определяющее его класс, находится по следующему соотношению:

 

, В

 

 

где k_п=1.25 - коэффициент учитывающий повторяющиеся перенапряжения;

k_н=1.5 - коэффициент учитывающий кратковременные перенапряжения.

 

 

Выбор вентилей по току должен осуществляться по максимальному току нагрузки, проходящему через вентиль:

 

, А

 

 

Для проектируемой схемы преобразователя напряжение на транзисторе, определяющее его класс, находится по следующему соотношению:

 

, В

 

 

 

 

Выбор транзистора по току должен осуществляться по максимальному току нагрузки, проходящему через транзистор:

, А

 

 

 

 

Из справочника берутся следующие результаты:

Транзистор BUR314[2]

Класс по напряжению U_кэ = 1200 В.

Класс по току I_к = 52 А

Падение напряжения ΔU_кэ=2.7

Диоды ВУР 302[2]

Класс по напряжению U_кэ = 1200 В.

Класс по току I_к = 40 А