Процессов в цепях выпрямительного
Преобразователя
Выполнение курсовой работы рекомендуется начать с изучения принципа работы и анализа электромагнитных процессов, происходящих в цепях заданного 12-пульсового выпрямительного преобразователя /1, 2, 3/.
Для этого следует разработать принципиальную схему заданного ВП, на которой выполнить обозначения и нумерацию выводов сетевых и вентильных обмоток, диодных (тиристорных) плеч, плюсовых и минусовых выводов преобразователя. Нумерация диодных (тиристорных) плеч в зависимости от варианта задается преподавателем (приложение Д).
На схеме необходимо показать все рассматриваемые напряжения и токи, а также цепь, величину и численные значения тока во всех элементах схемы при IdH для заданного преподавателем момента времени q1. Момент времени q1 от начала координат принять равным:
, (2.1)
где 
- вторая цифра шифра варианта.
Принцип работы выпрямителя можно наглядно проследить по линейным диаграммам напряжений и токов в цепях схем за период питающей сети (2p). На первом этапе выполнения курсовой работы (до выполнения расчетов) эти диаграммы рекомендуется строить при условии равенства нулю индуктивного сопротивления в цепи коммутации (ХV = 0), что обеспечивает мгновенную коммутацию тока в плечах выпрямителя (g = 0), и сопротивления сглаживающего реактора Хd = ¥, что обеспечивает идеальное сглаживание тока нагрузки id. На втором этапе выполнения (после расчета энергетических параметров ВП) линейные диаграммы следует строить при конечном значении индуктивного сопротивления коммутации ХV > 0 и при угле коммутации g = gНОМ.
Для ВП необходимо построить следующие линейные диаграммы:
а) напряжений на вентильных обмотках трансформатора u2У, u2Д;
б) выпрямленных напряжений мостов ud01, ud02 и всего ВП ud0;
в) выпрямленных токов мостов id1, id2 с указанием последовательности их прохождения по плечам выпрямителя;
г) тока диодного (тиристорного) плеча iV;
д) напряжения на диодном (тиристорном) плече uV;
ж) токов одной фазы вентильных обмоток, соединенных в «звезду» i2У и «треугольник» i2Д;
з) тока одной из фаз сетевой обмотки i1.
На соответствующих диаграммах следует показать для своего варианта рабочие точки, потенциалы uК1, uA1, uК2, uA2, мгновенные значения напряжений ud1, ud2, ud, а также показать и в дальнейшем подписать численные значения Ud1, Ud2, Ud, Id1, Id2, Id, UV MAX, IV, U2У, U2Д, I2У, I2Д, U1, I1, g.
При выполнении расчетов рекомендуется пользоваться таблицей 2.1, в которую сведены формулы, связывающие основные электрические величины в 6-пульсовых и 12-пульсовых ВП.
Таблица 2.1 – Основные расчетные соотношения схем преобразователей при
Хd = ¥ и g = 0
| Параметр | Схема преобразователя | |||
| 6-пульсовая | 12-пульсовая | |||
| мостовая | нулевая с УР | последовательная | параллельная | |
| Ud0 / U2 | 2,340 | 1,170 | «У» — 4,678 «Д» — 2,701 | «У» — 2,340 «Д» — 1,350 |
| IV /Id | 1/3=0,3333 | 1/6=0,1667 | 1/3=0,3333 | 1/6=0,1667 |
| IV MAX /Id | 1,0 | 0,5 | 1,0 | 0,5 |
| UV MAX /Ud0 | 1,047 | 2,094 | 0,5236 | 1,047 |
| I2 /Id | 0,8165 | 0,2887 | "У" — 0,8165 | "У" — 0,4082 |
| "Д" — 0,4714 | "Д" — 0,2357 | |||
| КT ٠ I1 /Id | 0,8165 | 0,4082 | 1,577 | 0,7887 |
| S2Н / Рd0 | 1,047 | 1,481 | "У" — 0,5236 | "У" — 0,5236 |
| "Д" — 0,5236 | "Д" — 0,5236 | |||
| S1Н / Рd0 | 1,047 | 1,047 | 1,012 | 1,012 |
| SТ / Рd0 | 1,047 | 1,264 | 1,029 | 1,029 |
| SУР / Рd0 | 0,070 | 0,020 | ||
| КСХ | 1,0 | 0,5 | 1,0 | 0,5 |
| А | 0,5 | 0,5 | 0,2588 | 0,2588 |
| n | 0,9549 | 0,9549 | 0,9886 | 0,9886 |
Расчет проектных параметров и выбор типа
Преобразовательного трансформатора
Расчёт проектных параметров преобразовательного
Трансформатора
Статические преобразователи, помимо диодного (тиристорного) комплекта, содержат специальные преобразовательные трансформаторы. Они служат для согласования напряжения питающей сети с напряжением на выходе преобразователя, а также для электрической изоляции цепи нагрузки от питающей сети.
Мощность трансформатора для выпрямительного режима определяется схемой преобразователя, номинальным выпрямленным током IdH и напряжением Ud0 холостого хода (XX) преобразователя.
Расчёт величины Ud0 рекомендуется вести методом последовательных приближений в следующем порядке:
1. Принимается ориентировочное значение напряжения XX для 12-пульсового ВП
,
где UdH – номинальное значение выпрямленного напряжения ВП
(таблица 1.1).
2. Находится величина условной мощности ВП, кВт
, (3.1)
где IdH – номинальное значение выпрямленного тока ВП (таблица 1.2).
3. По формулам таблицы 2.1 вычисляется значение номинальной мощности сетевой обмотки трансформатора S1H, кВА.
4. Определяется напряжение короткого замыкания (КЗ) питающей сети, %
, (3.2)
где SКЗ – мощность КЗ на шинах, питающих преобразовательный
трансформатор, кВА (в таблице 1.1 SКЗ указана в МВА).
5. Вычисляется значение напряжения КЗ цепи коммутации, %
, (3.3)
где uКТ – напряжение КЗ преобразовательного трансформатора
(таблица 1.2), %.
6. Находится уточненное значение Ud0 по (3.4), которое принимается в дальнейших расчетах:
, (3.4)
где А – коэффициент наклона внешней характеристики, зависящей от
схемы выпрямления (таблица 2.1);
DUП – потеря напряжения в диодных (тиристорных) плечах, которую
ориентировочно можно принять равной 1% от UdH.
Пользуясь таблицей 2.1, необходимо рассчитать и свести в таблицу 3.1 следующие параметры преобразовательного трансформатора.
1. Уточненное значение Ud0, рассчитанное по (3.4), кВ.
2. Условную мощность выпрямителя Рd0, рассчитанную по (3.1) с учетом уточненного значения Ud0, кВт.
3. Номинальную мощность сетевой обмотки трансформатора S1H, кВА.
4. Напряжение КЗ питающей сети uКС по (3.2), %.
5. Напряжение КЗ цепи коммутации uК по (3.3), %.
6. Номинальные действующие значения фазных напряжений вентильных обмоток, соединенных в «звезду» U2У и «треугольник» U2Д, кВ.
7. Номинальные токи вентильных обмоток, соединенных в «звезду» I2У «треугольник» I2Д, А.
8. Номинальное действующее значение фазного напряжения сетевой обмотки
, кВ.
9. Коэффициент трансформации трансформатора
.
10. Номинальный ток сетевой обмотки I1H, A.
11. Номинальные мощности вентильных обмоток, соединенных в «звезду» S2HУ и «треугольник» S2HД, кВА.
12. Общую номинальную мощность вентильных обмоток
S2H= S2HУ+ S2HД.
13. Типовую мощность трансформатора SТ, кВА.
14. Мощность уравнительного реактора SУР, кВА.
15. Суммарную мощность трансформаторного оборудования –
. (3.5)
16. Потери ХХ (DРХХ) и потери КЗ (DРКЗ) преобразовательного трансформатора. Так как полный расчёт трансформатора в данной курсовой работе не производится, то ориентировочно можно принять:
; 
.
Расчётные значение DРХХ и DРКЗ следует округлить до целого.
Таблица 3.1 – Параметры преобразовательного трансформатора
| Параметр | Расчетные значения |
| Ud0, кВ | |
| Pd0, кВт | |
| S1Н, кВА | |
| uКС, % | |
| uК, % | |
| U2У, кВ | |
| U2Д, кВ | |
| I2У, А | |
| I2Д, А | |
| U1Ф, кВ | |
| КТ | |
| I1H, А | |
| S2HУ, кВА | |
| S2HД, кВА | |
| S2H, кВА | |
| ST, кВА | |
| SУР, кВА | |
| SТ∑, кВА | |
| DРХХ, кВт | |
| DРКЗ, кВт |