Параметри силової частини перетворювача частоти

Задамося наступними припущеннями [9]:

- випрямляч визначимо у вигляді джерела ЕРС Е_в, що дорівнює середньому значенню випрямленої ЕРС;

- витрати енергії в колі змінного струму і у випрямлячі враховуються еквівалентним опором R_е та індуктивністю L_е;

- інвертор вважаємо безінерційною ланкою із коефіцієнтом передачі К_і;

- враховуємо лише першу гармоніку вихідної напруги АІН.

Тепер силова частина привода буде мати вигляд, як на рисунку 4.2.

Рис. 4.2. Еквівалентна схема силової частини приводу ЕКТ 2

На рисунку позначені: І_в, І_с, I_i – відповідно струм випрямляча, ємності та інвертора, U_i – напруга на вході інвертора.

, Гн;

, Ом;

, c,

де L_е, L_ф, L_Р – відповідно еквівалентна індуктивність, індуктивність фільтра та реактора;

R_е, R_к, R_ф, R_р – відповідно еквівалентний опір; опір, що обумовлений комутацією вентилів випрямляча, опір дроселя, опір реактора;

Т_е – еквівалентна стала часу.

Параметри реактора, що обмежує струм на вході випрямляча, вибирають із таблиці 4.4.

Таблиця 4.4

Параметри реакторів

Значення опору R_к знаходимо з формули:

, Ом,

де m – пульсність випрямляча (для трифазної мостової схеми m=6);

– промислова частота мережі живлення, =50 Гц.

Максимально можлива випрямлена напруга на ємності:

, В,

де k_cx – коефіцієнт схеми випрямляча (для трифазної мостової схеми k_сх=1, 35);

U_лн – лінійна номінальна напруга мережі живлення.

Коефіцієнт передачі тиристорного перетворювача:

,

де U_кmax – максимальна напруга на вході системи імпульсно-фазового керування, U_кmax= 10 В.

Номінальні значення струму випрямляча I_в та струму інвертора I_i

, А.

Дросель L_ф, що входить до складу фільтра, призначений для забезпечення безперервного струму випрямляча в усьому діапазоні можливих навантажень, а також зменшення вмісту вищих гармонік у споживаному ним струмі. Для трифазної мостової схеми його індуктивність дорівнює:

, Гн,

де – кутова частота мережі живлення, , рад/с;

– значення гранично-безперервного струму, , А;

– кут регулювання тиристорного перетворювача, .

Таблиця 4.5

Параметри дроселів

Конденсатор С_ф фільтру обмежує коливання напруги на вході АІН. Його ємність повинна бути такою, щоб частота власних коливань фільтра (рад/с) була набагато меншою від частот перемикань ключів випрямляча та інвертора:

; ,

де – найменша вихідна частота АІН, , Гц.

Тоді ємність конденсатора фільтра:

, мкФ.

Розрахунок за формулою може дати занадто велике значення ємності С_ф, встановлення якої в електроприводі ЕКТ 2 призведе до значного збільшення капітальних витрат. Беручи до уваги той факт, що регулювання частоти АІН буде здійснюватись лише під час пуску, а у сталому режимі вона дорівнюватиме номінальному значенню, ємність конденсатора розраховують для f_{2 min} = 50 Гц, нехтуючи коливаннями напруги при пуску.

Мінімальне значення ємності конденсатора, яку встановлює завод-виробник дорівнює: С_ф =(8...10)10³мкФ.

Структурна схема силової частини привода наведена на рисунку 4.3.

Рис.4.3. Структурна схема силової частини привода