Файл: Курсовая работа по дисциплине Электропривод промышленных установок.docx

Установленная мощность трансформатора



Индуктивное сопротивление фазы трансформатора



Угол коммутации в градусах



рад градусов

- сопротивление якоря Ом

2.3. Выбор сглаживающего дросселя

При питании электродвигателя от вентильного преобразователя наличие пульсаций в выпрямленном токе приводит к дополнительному нагреву двигателя и ухудшению коммутации (к искровой коммутации на коллекторе).

Приведенная ниже таблица 2.2. иллюстрирует величину дополнительных потерь в двигателе при различной кратности пульсаций и глубине регулирования в % от потерь при работе без пульсаций.

Кратность пульсаций выпрямленного напряжения	Относительная частота вращения двигателя в % от номинальной
	100	25	10	2,5
	Дополнительные потери двигателей в % от потерь при токе без пульсаций
1 2 3 6	40-60 20-40 10-20 0	60-80 40-60 20-40 10-20	70-90 50-70 30-50 15-30		80-100 60-80 40-60 20-40

---

Таблица 2.2

Для уменьшения потерь в двигателе желательно не допускать работы выпрямителя в области прерывистых токов значительно уменьшается жесткость механической характеристики привода, возрастает его электромеханическая постоянная времени и ухудшаются динамические свойства.

Для снижения амплитуды пульсаций выпрямленного тока и уменьшения зоны прерывистых токов необходимо по возможности увеличивать число фаз выпрямителя и дополнительно устанавливать в цепи якоря сглаживающий дроссель. Величина пульсаций тока якоря крупных двигателей не должна превышать примерно 2%, если исходить из сужения зоны безыскровой коммутации не более, чем на 10% (по сравнению с питанием идеально сглаженным током). Расчёт сглаживающего дросселя приводится из условия ограничения пульсаций тока в цепи якоря двигателя , записанного в относительных единицах:

, (2.8)

где – амплитуда гармонической составляющей выпрямленного тока;

относительная амплитуда гармонической составляющей выпрямленного напряжения, рис. 2.1. определяется по , найденного при расчете трансформатора.

Обычно расчёт ведут по основной гармонической составляющей n. Гармонический ряд выпрямленного напряжения относительно частоты питающей сети определяется из выражения , где – натуральный ряд чисел 0, 1, 2 ;

– число пульсаций выпрямленного напряжения (1, 2, 3, 6). Тогда из (2.8):

(2.9)

выбирают из рис. 2.1 для принятой схемы выпрямления и номинального угла управления , соответствующего номинальной угловой скорости двигателя. – из условия ограничения пульсаций тока на уровне 2%.

---

, – частота пульсаций выпрямленного тока (первой гармоники).

Кривые рис. 2.1 построены по уравнению



Если индуктивность якоря двигателя не дана, то ее можно определить из соотношения

, (2.10)

где – коэффициент, зависящий от конструкции машины (без компенсационной обмотки K₁=0,5 …0,6, с компенсационной обмоткой K₁=0,1-0,25. Для крупных машин следует принимать K₁=0,1);

р – число пар полюсов;

– индуктивность трансформатора, приведенная к цепи постоянного тока ( , так как x _s определено для ).

По найденной индуктивности и номинальному току нагрузки следует подобрать подходящий типовой реактор.
Обычно расчет ведут по основной гармонической составляющей n.

Гармонический ряд выпрямленного напряжения относительно частоты питающей сети определяется из выражения n=k*m'', где к - натуральный ряд чисел 0, 1, 2, ...; m11=3 число пульсаций выпрямленного напряжения. Относительную амплитуду гармонической составляющей выпрямленного напряжения le выбираем из рис.2.1., где k*m=3, k=1, номинальный угол управления aн=30.

из условия ограничения пульсаций тока в цепи якоря двигателя на уровне 2%;

из рис. 2.1


рад/сек частота пульсаций выпрямленного тока (первой гармоники);

рад/сек
Индуктивность трансформатора приведенное к цепи постоянного тока

---

Гн

Индуктивность сглаживающего дросселя

Гн
2.4. Определение области прерывистых токов

В зоне прерывистых токов жесткость механических характеристик значительно уменьшается и они становятся нелинейными. При этом их построение связано с довольно громоздкими вычислениями. Часто нет необходимости строить статическую характеристику в области прерывистых токов, а важно лишь определить, при какой величине тока якоря и заданных параметрах , и кратности пульсаций происходит переход от непрерывного к прерывистому току.

– электромагнитная постоянная времени якорной цепи;

– активное сопротивление якорной цепи.

Определение величины граничного тока из аналитических выражений представляется достаточно трудоемкой задачей. Для упрощения отыскания используются графики , рис.2.2, где – величина относительного значения тока якоря;

– величина относительного номинального напряжения в якорной цепи;

– действующее значение вторичного фазного напряжения трансформатора в однофазных и трехфазной с нулевым выводом схемах выпрямления и линейного напряжения для трехфазной мостовой схемы выпрямления. Графики построены при углах управления

---

эл.градусов.

Для упрощения отыскания граничного тока Idгр(90) используются графики i*r = f (1/Тя), рис.2.2, где i=Id/Iн - величина относительного значения тока якоря;

Выражение в квадратных скобках уравнения (2.5) представляет эквивалентное активное





Гн



из рис. 2.2

Находится значение величины граничного тока:

А

---