Вначале рассчитывают внешние характеристика системы ТП-Д для нескольких значений угла управления. В первую очередь находят приближенную границу (полагая =0) между зонами прерывистого и непрерывного токов. Координаты границы для симметричных схем
, (43)
, (44)
где . (45)
Для несимметричных схем и схемы рис. 1,а
. (46)
Граничный ток для несимметричной однофазной схемы
. (47)
Для несимметричной трехфазной мостовой схемы при
, (48)
при . (49)
Граница существует только при углах управления .
В режиме непрерывного тока внешние характеристики являются прямыми линиями
, (50)
где RЭ - эквивалентное активное сопротивление цепи якоря
, (51)
где = 2 В - падение напряжения в щетках двигателям; - прямое падение напряжения на открытых тиристорах, равное произведению числа тиристоров, по которым последовательно протекает ток, на среднее падение на каждом из них, равное 1,1-1,5 В. Последними двумя слагаемыми часто пренебрегают ввиду их малости.
Не рекомендуется рассчитывать характеристики во всех режимах при и , а в режиме непрерывного тока и для IЯ<IЯ.Гр().
В режиме прерывистого тока в начале находят минимальную ЭДС якоря при = 0. Полагая, что управление осуществляется широкими импульсами, при
, (52)
где - номинальное фазное напряжение для нулевых схем и линейное напряжение для мостовых схем. В случае последовательного соединения двух схем напряжение следует удвоить. При больших углах управления:
. (53)
Здесь для несимметричной трехфазной мостовой схемы следует полагать р = 2.
Затем, задаваясь рядом значений угла проводимости (в рад) с равным шагом от до , вычисляют и и по ним строят характеристики. Для симметричных схем
, (54)
, (55)
где
Ниже приведены формулы для расчета характеристик в режиме прерывистого тока для несимметричных схем при и
Таблица 1.9 Несимметричная однофазная мостовая схема
Таблица 1.10 Несимметричная трехфазная мостовая схема
ЭДС якоря с учетом активных сопротивления и падений напряжения приближенно можно найти по формуле
. (56)
Ограничительная характеристика в режиме непрерывного тока рассчитывается по выражению
. (57)
Таблица1.11 Параметры тиристоров
Тип | Класс | |||||||||
T112-10 T112-16 T122-20 T122-25 T132-40 T132-50 T142-63 T142-80 | 1-12 1-12 1-12 1-12 1-12 1-12 1-12 1-12 | 1,25 1,20 1,15 1,10 1,05 1,03 0,95 0,93 | 29,30 11,90 17,20 10,90 5,60 4,60 4,10 3,30 | 10,00 10,00 4,10 4,00 3,40 3,20 2,90 2,70 | - - - - 1,00 1,50 1,40 1,30 | 2,70 2,60 1,50 1,30 1,10 0,80 0,75 0,65 | 3,50 3,40 1,90 1,70 1,70 1,30 1,20 0,90 | 2,70 2,60 1,50 1,30 1,10 0,80 0,75 0,65 | 3,50 3,40 1,90 1,70 1,70 1,30 1,20 0,90 | 0,15 0,20 0,30 0,35 0,75 0,80 1,20 1,35 |
Т132-16 Т132-25 Т142-32 Т142-50 Т152-63 Т152-80 | 13-20 13-20 13-20 13-20 13-20 13-20 | 1,40 1,30 1,25 1,20 1,15 1,10 | 23,90 11,50 9,50 6,40 5,30 4,10 | 4,50 4,30 4,10 3,60 2,80 2,70 | - - - - 1,30 1,20 | 1,70 1,30 1,20 0,80 0,70 0,60 | 2,20 1,70 1,60 1,30 1,00 0,80 | 1,70 1,30 1,20 0,80 0,70 0,60 | 2,20 1,70 1,60 1,30 1,00 0,80 | 0,24 0,36 0,42 0,82 1,10 1,20 |
Т161-100 Т162-125 Т161-160 Т171-200 Т171-250 Т171-320 | 3-16 3-16 3-16 3-16 3-16 3-16 | 1,15 1,15 1,15 1,15 1,05 1,00 | 2,54 1,80 1,40 1,00 0,83 0,55 | 2,20 1,30 1,30 0,81 0,81 0,80 | 1,20 0,55 0,55 0,35 0,35 0,35 | 0,40 0,25 0,25 0,16 0,17 0,17 | 0,60 0,40 0,40 0,22 0,22 0,25 | 0,40 0,25 0,25 0,16 0,16 0,17 | 0,60 0,35 0,35 0,22 0,22 0,25 | 2,00 2,50 4,00 5,00 6,00 7,00 |
Т123-200 Т123-250 | 4-16 4-12 | 1,10 1,00 | 1,50 1,08 | 0,80 | 0,31 | 0,20 | 0,15 | 0,30 | 0,18 | 3,30 4,50 |
Т133-320 Т133-400 | 9-20 4-16 | 1,20 1,05 | 1,10 0,68 | 0,56 | 0,18 | 0,10 | 0,08 | 0,20 | 0,11 | 6,00 7,00 |
Т143-400 Т143-500 | 18-24 4-16 | 1,20 1,10 | 0,95 0,57 | 0,33 | 0,13 | 0,10 | 0,06 | 0,15 | 0,09 | 8,00 10,00 |
Т153-630 Т153-800 | 13-24 10-18 | 1,25 1,15 | 0,55 0,34 | 0,30 | 0,11 | 0,06 | 0,055 | 0,10 | 0,06 | 14,00 16,00 |
Т253-800 | 20-24 | 1,20 | 0,44 | 0,29 | 0,105 | 0,06 | 0,04 | 0,10 | 0,06 | 17,50 |
Раздел II
Pacчет потерь преобразователя
Энергия потерь
,
где - потери на управление;
- потери на статистике;
- потери на включение;
- потери на выключение;
- статические потери в диоде;
- динамические потери в диоде при выключении.
При заданной частоте переключения f средняя мощность потерь в структуре СПП рассчитывается по формуле
.
Для MOSFET и IGBT СПП потери на управление определяются по формуле
,
где - заряд, накопленный во входной цепи СПП (=15В).
Статические потери
,
где - напряжение коллектор-эмиттер насыщения;
- действующее значение тока коллектора;
- период, с.