Ток плеча в режиме длительной нагрузки рассчитывается по формуле

,

.

Коэффициент перегрузки для данного режима равен 1. Тогда коэффициент использования вычисляется по формуле (4.6)

.

Число параллельных СПП определяется по формуле (4.5)

.

С учётом округления принимаем а = 3.

4.5.3. Определение числа параллельных СПП в плече в режиме рабочей перегрузки

Для этого режима ток плеча преобразователя вычисляется по формуле

,

.

По формулам (4.5) – (4.7) рассчитываются необходимые коэффициенты и число параллельных СПП в плече.

;

;

.

Округляем полученное число а в большую сторону и принимаем

а = 1.

4.5.3. Определение числа параллельных СПП в плече в режиме аварийной перегрузки

Для режима аварийной перегрузки ток плеча принимается равным амплитуде тока короткого замыкания, рассчитанного в разд. 3 (табл.3.1)

.

По формулам (4.5) – (4.7) получаем

;

;

.

Принимаем а = 2.

Из всех режимов нагрузки выбираем большее число параллельных СПП в плече а = 3.

4.5.4. Определение числа последовательных СПП в плече

Число последовательных СПП рассчитывается по формуле

,

где U_RSM – неповторяющееся импульсное напряжение, U_RSM = 1,16U_RRM;

k_S – коэффициент неравномерности распределения напряжения,

k_S = 1,1;

k_k – кратность перенапряжений, k_k =1,8.

.

С учётом округления принимаем s = 4 + 1 тиристор для повышения надёжности.

4.5.5. Разработка схемы группового соединения приборов

В п.п. 4.5.,4.6. рассчитаны число последовательных s = 5 и число параллельных а =3 полупроводниковых приборов в плече схемы выпрямителя. Схема группового соединения СПП в одном плече преобразователя приведена на черт. 2

4.5.6. Выравнивание тока и напряжения в цепи

Для равномерного деления тока используется подбор СПП по прямому импульсному напряжению.

Для равномерного деления напряжения применяются активные (R_Ш) и емкостные (С) цепи, включаемые параллельно СПП.

Сопротивление шунтирующих резисторов вычисляется по формуле

,

.

Мощность резистора рассчитывается по формуле

,

Шунтирующий конденсатор обеспечивает выравнивание напряжения в переходных режимах. Его емкость определяется по формуле

,

где ΔQ_rr – наибольшая возможная разность зарядов восстановления последовательно включённых приборов. Принимается ΔQ_rr ≈ Q_rrm ,

(табл. 4.1).

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

5.1. Расчёт внешней характеристики

Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость

среднего выпрямленного напряжения от среднего выпрямленного тока U_df(I_d) . Внешняя характеристика отражает все режимы работы: от холостого хода до короткого замыкания. С увеличением тока нагрузки выпрямленное напряжение снижается. Потери в преобразователе можно условно разделить на следующие основные составляющие:

потеря напряжения на коммутацию ΔU_dγ;

потеря напряжения на активных сопротивлениях (в обмотках трансформатора) ΔU_dR ;

потеря напряжения на СПП ΔU_dF .

Уравнение внешней характеристики имеет вид

.

Потеря напряжения на коммутацию вычисляется в разд. 1

.

Потеря напряжения в обмотках трансформатора вычисляется по формуле

где R_ф = 0,018 Ом, рассчитано в разд. 3;

γ = 0,487 рад, рассчитано в разд. 3.

.

Потеря напряжения на СПП определяется из соотношения

,

где N_d – число плеч, одновременно проводящих ток, N_d = 2.

Таким образом, среднее выпрямленное напряжение

Результаты расчета среднего выпрямленного напряжения от среднего выпрямленного тока и угла управления a = a_Н ; 0; 15; 30; 45; 60 представлены в табл. 5.1. Зависимость среднего выпрямленного напряжения от среднего выпрямленного тока представлена на рис. 5.1.

Таблица 5.1

Зависимость среднего выпрямленного напряжения от среднего выпрямленного тока и угла управления

	3282,15	3263.79	3263,88	3223.14	3205.62

5.2 Определение коэффициента мощности

Параметры силовых трансформаторов и коммутационной аппаратуры определяются полной мощностью, потребляемой преобразовательным агрегатом. Если известна мощность на стороне выпрямительного тока, то для определения полной мощности преобразователя необходимо знать коэффициент мощности. Коэффициент мощности определяется по формуле

, (5.1)

где k_И – коэффициент искажения формы тока первичной сети;

φ₁₍₁₎ – фазовый угол сдвига.

Фазовый угол сдвига определяется по формуле

, (5.2)

Коэффициент искажения вычисляется из соотношения

, (5.3)

где I₁₍₁₎ – эффективное значение первой гармоники тока питающей сети. Этот ток вычисляется по формуле

, (5.4)

где I₁ – эффективное значение тока первичной обмотки преобразовательного трансформатора, для номинального режима рассчитано в разд. 1.

Для номинального режима получаем

;

Для режимов нагрузки I_d = (0,5;1,5;2)I_dн по формулам (5.1) – (5.4) также

рассчитывается коэффициент мощности и другие величины. Результаты сведены в табл. 5.2

Таблица 5.2

Зависимость коэффициента мощности от среднего значения

выпрямленного тока

Id, А
kM	0,98	0,944	0,9	0,883	0,84

По данным таблицы построена графическая зависимость коэффициента мощности от среднего значения выпрямленного тока, приведённая на рис. 5.2.

Рис. 5.1

Рис. 5.2

6. ИССЛЕДОВАНИЕ КОММУТАЦИИ