Расчет и выбор трансформатора

Выбор силового трансформатора производится по расчетным значениям тока I_2ф, напряжению U_2ф, и типовой мощности S_т. Напряжение первичной обмотки U_1ф  должно соответствовать напряжению питающей сети.

Расчетное значение напряжения U_2ф.расч вторичной обмотки трансформатора, имеющего ТП с нагрузкой в режиме непрерывных токов, с учетом необходимого запаса на падение напряжения в силовой части, определяется формулой:

                      (2.1)

где k_u= 0,427 – коэффициент, характеризующий отношение напряжений U _2ф / U_{d 0} в идеальном трехфазном мостовом выпрямителе;

k_c= 1,1 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения сети;

k _a = 1,1 – коэффициент запаса, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале;

k_R= 1,05 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора, в вентилях и за счет перекрытия анодов;

U_d – номинальное напряжение двигателя,U_d = U_н.

Расчетное значение тока вторичной обмотки:

                      (2.2)

 

 

где k_I= 0,815 – коэффициент схемы, характеризующий отношение токов I_2ф/I_d в идеальной схеме;

 

k_i= 1,1 – коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока вентилей от прямоугольной;

I_dн – значение номинального тока двигателя.

                                             (2.3)

где Р_н – номинальная мощность электродвигателя;

 – КПД электродвигателя;

 U_н – номинальное напряжение электродвигателя.

Рассчитываем (предварительно) действующее значение тока первичной обмотки трансформатора:

                                        (2.4)

где  – расчетный коэффициент трансформации трансформатора.

                                                           (2.5)

где U_1ф – фазное напряжение первичной обмотки трансформатора, =220 В;

 – схемный коэффициент первичного тока. принимаем =0,815.

Находим мощность первичной обмотки трансформатора:

                              (2.6)

где  – число фаз первичной обмотки,  = 3.

 

Находим мощность вторичной обмотки трансформатора

  (2.7)

где  – число фаз вторичной обмотки трансформатора, = 3;

 – действующее значение вторичного тока трансформатора;

 – фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора. ориентировочно принимаем = .

Находим типовую мощность трансформатора по формуле:

                                          (2.8)

 

Трансформатор выбираем из условий:

· номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть близким к значению U _2ф.расч: 0,95 × U _2ф.расч £ U _2фн £ 1,2 × U _2ф.расч £ 284.64B

· ток вторичной обмотки трансформатора должен быть больше или равен I _2.расч: I _2н ³ I _2.расч 90,5 A

· номинальная мощность трансформатора должна быть больше или равна типовой мощности: S _Н ³ S _Т ³ 7982,1 B т.

трансформатор выбираем по [2, табл.8.5]: ТСП – 16/0,7 – УХЛ4

Параметры выбранного трансформатора сводим в таблицу 2.1.

 

 

Таблица 2.1

Наименование	Обозначение	Величина
Номинальная мощность, кВА	Sн	14600
Напряжение вентильной обмотки (линейное), В	U2н	205
Ток вентильной обмотки, А	I2н	41
Напряжение сетевой обмотки(линейное), В	U1н	380
Мощность холостого хода, Вт	Pхх	140
Мощность короткого замыкания, Вт	Pкз	550
Напряжение короткого замыкания, %	Uкз	5.2
Ток холостого хода, %	Iхх	10

Рассчитываем действительный коэффициент трансформации выбранного трансформатора:

                                                 (2.9)

действительные значения рабочих токов первичной и вторичной обмоток

I₂ = I_2расч = 11,46 А

                                                      (2.10)

Расчет и выбор тиристоров

Тиристоры выбираются по среднему значению тока, протекающему через них и величине обратного напряжения. При этом должен быть обеспечен достаточный запас по току и напряжению.

Среднее значение тока тиристора:

             (2.11)

где k _{з i} = 1,5 – коэффициент запаса по току;

k _ох – коэффициент, учитывающий интенсивность охлаждения силового вентиля. При естественном охлаждении k _ох = 0,35;

 

 – коэффициент, принимаем по [1, табл.1.9],  = 0,333.

Максимальная величина обратного напряжения:

                (2.12)

где k _{з U} = 1,8 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможные повышения напряжения питающей сети (включая режим холостого хода) и периодические выбросы U _обр, обусловленные процессом коммутации вентилей;

k_Uобр – коэффициент обратного напряжения, равный отношению напряжений U_bmax/U_d0, для мостовой схемы выпрямленияk_Uобр=1,045;

U_d0 – наибольшая величина выпрямленного напряжения преобразователя (среднее значение за период). Для трехфазной мостовой схемы выпрямления U_d0 = 2,34 · U_2фн = 2,34 · 238.7= 558,6 В.

 

Условия выбора тиристоров:

· Максимальный средний ток тиристоров открытом состоянии должен быть больше или равен значению , I _{ос.ср. max} ³ 18.3 А;

· Повторяющееся обратное напряжение тиристора должно быть больше или равно значению , U _обр.п ³ 1051В

Из справочника [3] выбираем марку тиристоров (низкочастотных):

Т122-20-11

Параметры выбранных тиристоров сводим в таблицу 2.2.

 

 

                                                                                                       Таблица  2.2

Наименование	Обозначение	Величина
Максимальный средний ток в открытом состоянии, А	Iос.ср.max	20
Повторяющееся импульсное обратное напряжение, В	Uобр.п	1100
Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии, А	Iос.удр	300
Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии, В/мкс	(duзc/dt)кр	300
Ток удержания, мА	Iуд	80
Импульсное напряжение в открытом состоянии, В	Uос,и	1,75
Отпирающий постоянный ток управления, мА	Iупр	60
Время включения, мкс	tвкл	10
Время выключения, мкс	tвыкл	100
Отпирающее постоянное напряжение, В	Uупр	3