ÐÎÑÆÅËÄÎÐ Ôåäåðàëüíîå ãîñóäàðñòâåííîå áþäæåòíîå îáðàçîâàòåëüíîå ó÷ðåæäåíèå âûñøåãî îáðàçîâàíèÿ ¾Ðîñòîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò ïóòåé ñîîáùåíèÿ¿ (ÔÃÁÎÓ ÂÎ ÐÃÓÏÑ) Ïðèòûêèí Ä.Å. Ðàñ÷åò âûïðÿìèòåëüíîé óñòàíîâêè âîçáóæäåíèÿ è èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ äëÿ ðåêóïåðàòèâíî-ðåîñòàòíîãî òîðìîçà ìàãèñòðàëüíîãî ýëåêòðîâîçà ïåðåìåííîãî òîêà Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ê âûïîëíåíèþ ðàñ÷åòíî-ãðàôè÷åñêîé ðàáîòû ïî êóðñó ¾Ýëåêòðîííàÿ è ïðåîáðàçîâàòåëüíàÿ òåõíèêà ýëåêòðè÷åñêîãî ïîäâèæíîãî ñîñòàâà¿ Ðîñòîâ-íà-Äîíó 2021 ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ 1. Îïðåäåëåíèå îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ðåîñòàòíîãî òîðìîçà 2 1.1. Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ òÿãîâîãî ýëåêòðîäâèãàòåëÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2. Ïîñòðîåíèå ïðåäâàðèòåëüíîé òîðìîçíîé õàðàêòåðèñòèêè . . . . . . . . . . . . . 4 1.3. Ðàñ÷åò ñîïðîòèâëåíèÿ òîðìîçíûõ ðåçèñòîðîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4. Îïðåäåëåíèå äèàïàçîíà ðåãóëèðîâàíèÿ òîêà âîçáóæäåíèÿ . . . . . . . . . . . . . 7 2. Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ âûïðÿìèòåëüíîé óñòàíîâêè âîçáóæäåíèÿ (ÂÓÂ) 9 2.1. Îïðåäåëåíèå ýêñïëóàòàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê ÂÓ . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2. Îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ îáìîòêè òÿãîâîãî òðàíñôîðìàòîðà, ïèòàþùåé ÂÓ . . 11 2.3. Ðàñ÷åò íàãðóçî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè âûïðÿìèòåëüíîé óñòàíîâêè . . . . . . . . . 12 1 1. Îïðåäåëåíèå îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ðåîñòàòíîãî òîðìîçà 1.1. Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ òÿãîâîãî ýëåêòðîäâèãàòåëÿ Ðàññ÷èòûâàåì òîê äâèãàòåëÿ â ÷àñîâîì è ïðîäîëæèòåëüíîì ðåæèìå ïî ôîðìóëå P , ηU I= (1.1) ãäå P - ìîùíîñòü íà âàëó äâèãàòåëÿ, Âò; η - ÊÏÄ; U - íàïðÿæåíèå, â ñîîòâåòñòâóþùåì ðåæèìå ðàáîòû, Â. Äëÿ ÷àñîâîãî ðåæèìà, ïî ôîðìóëå (1.1) I÷ = P÷ 810000 = = 857 À. η÷ U 0, 945 · 1000 Äëÿ ïðîäîëæèòåëüíîãî ðåæèìà Iï = Pï 760000 = = 803 À. ηï U 0, 946 · 1000 Ðàññ÷èòûâàåì çíà÷åíèå êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ â òî÷êå ïðîäîëæèòåëüíîãî ðåæèìà ïî ôîðìóëå c Φ(Iï ) = U − (Ra + Rf ) Iï , ωï (1.2) ãäå Ra , Rf - ñîïðîòèâëåíèÿ, ñîîòâåòñòâåííî îáìîòêè ÿêîðÿ è îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ, Îì; ωï - óãëîâàÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ âàëà äâèãàòåëÿ â ïðîäîëæèòåëüíîì ðåæèìå, ðàä/ñ, ðàññ÷èòûâàåìàÿ ïî ôîðìóëå ωï = π nï , 30 (1.3) ãäå nï - ÷àñòîòà âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ, îá/ìèí. Âûïîëíÿåì âû÷èñëåíèÿ ïî ôîðìóëàì (1.3) è (1.2) ωï = c Φ(Iï ) = 3, 14 · 1120 = 117, 3, ðàä/ñ 30 1000 − (0, 007 + 0, 03) 803 = 8, 2  · ñ 117, 3 Äëÿ ïîñòðîåíèÿ õàðàêòåðèñòèêè íàìàãíè÷èâàíèÿ òÿãîâîãî äâèãàòåëÿ âîñïîëüçóåìñÿ óíèâåðñàëüíîé õàðàêòåðèñòèêîé íàìàãíè÷èâàíèÿ, êîòîðóþ ìîæíî âûðàçèòü ñëåäóþùåé 2 àïïðîêñèìèðóþùåé çàâèñèìîñòüþ c Φ (Iâ ) = a5 c Φ (Iï ) Iâ Iï 5 + a4 Iâ Iï 4 + a3 Iâ Iï 3 + a2 Iâ Iï 3 + a1 Iâ , Iï (1.4) ãäå a5 = 0, 09, a4 = −0, 66, a3 = 1, 97, a2 = −3.00 è a1 = 2, 61. Çàâèñèìîñòü (1.4) âûðàæàåòñÿ ãðàôèêîì íà ðèñóíêå 1 è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íîðìèðîâàííóþ (â áåçðàçìåðíûõ ïàðàìåòðàõ) êðèâóþ íàìàãíè÷èâàíèÿ. Ðèñ. 1. Óíèâåðñàëüíàÿ õàðàêòåðèñòèêà íàìàãíè÷èâàíèÿ ÒÝÄ Êðèâàÿ íàìàãíè÷èâàíèÿ äëÿ êîíêðåòíîãî, ðàññìàòðèâàåìîãî íàìè äâèãàòåëÿ, áóäåò èìåòü âèä (1.5) c Φ (Iâ ) = b5 Iâ5 + b4 Iâ4 + b3 Iâ3 + b2 Iâ2 + b1 Iâ , ãäå êîýôôèöèåíòû b1 − b5 ðàñ÷èòûâàþòñÿ ïî ôîðìóëàì b5 = c Φ (Iï ) c Φ (Iï ) c Φ (Iï ) c Φ (Iï ) c Φ (Iï ) a5 , b 4 = a4 , b3 = a3 , b 2 = a2 , b1 = a1 . 5 4 3 2 Iï Iï Iï Iï Iï (1.6) Ðàññ÷èòûâàåì êîýôôèöèåíòû êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ ïî ôîðìóëàì (1.6), ñâîäÿ ðåçóëüòàòû â òàáëèöó 1.1 Òàáëèöà 1.1. Êîýôôèöèåíòû àïïðîêñèìàöèè êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ k ak bk 1 2,61 0,027 2 -3,00 −3, 81 · 10−5 3 1,97 3, 12 · 10−8 4 -0,66 −1, 30 · 10−11 5 0,09 2, 21 · 10−15 Ïî ôîðìóëå (1.5) ðàññ÷èòûâàåì çíà÷åíèÿ êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé òîêà âîçáóæäåíèÿ, ñâîäÿ ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ â òàáëèöó 1.2 3 Òàáëèöà 1.2. Òî÷êè êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ òÿãîâîãî äâèãàòåëÿ Iâ , À cΦ(Iâ ), ·ñ 100 2,31 200 4,03 300 5,30 400 6,24 500 6,94 600 7,48 700 7,91 800 8,27 857 8,45 900 8,59  òàáëèöå 1.2 îáÿçàòåëüíî ïðèâîäèì çíà÷åíèå õàðàêòåðèñòèêè íàìàãíè÷èâàíèÿ äëÿ ÷àñîâîãî òîêà ÒÝÄ. Ïî äàííûì òàáëèöû 1.2 ñòðîèì ãðàôèê çàâèñèìîñòè ìàãíèòíîãî ïîòîêà îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ îò òîêà, ïðîòåêàþùåãî ÷åðåç íå¼ Ðèñ. 2. Õàðàêòåðèñòèêà íàìàãíè÷èâàíèÿ ÒÝÄ 1.2. Ïîñòðîåíèå ïðåäâàðèòåëüíîé òîðìîçíîé õàðàêòåðèñòèêè Ìîùíîñòü ðåîñòàòíîãî òîðìîçà ïðèíèìàåì ðàâíîé ïðîäîëæèòåëüíîé ìîùíîñòè ýëåêòðîâîçà, ðàññ÷èòûâàåìîé ïî ôîðìóëå Pò = na Pï , (1.7) ãäå na - ÷èñëî îñåé ýëåêòðîâîçà; Pï - ïðîäîëæèòåëüíàÿ ìîùíîñòü ÒÝÄ. Äëÿ øåñòèîñíîãî ïàññàæèðñêîãî ýëåêòðîâîçà ñ çàäàííûìè ïàðàìåòðàìè ÒÝÄ Pò = 6 · 760 = 4560, êÂò. Ïðèíèìàåì â êà÷åñòâå îãðàíè÷åíèÿ òîêà ÿêîðÿ è òîêà âîçáóæäåíèÿ ÒÝÄ, ïðè ðåîñòàòíîì òîðìîæåíèè, òîê ðàâíûé ÷àñîâîìó òîêó 857 À. Ðàñ÷èòûâàåì ìîìåíò, ðàçâèâàåìûé 4 òÿãîâûì äâèãàòåëåì ïðè ïðåäåëüíûõ çíà÷åíèÿõ òîêà ÿêîðÿ è òîêà âîçáóæäåíèÿ Mmax = cΦ(I÷ ) I÷ = 8, 45 · 857 = 7242, Í · ì Ðàññ÷èòûâàåì ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî îñåâîãî ðåäóêòîðà ïî ôîðìóëå ip = 1, 8 Dk ωmax , vk (1.8) ãäå Dk - äèàìåòð áàíäàæà ïî êðóãó êàòàíèÿ, ì; ωmax - ìàêñèìàëüíàÿ óãëîâàÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ òÿãîâîãî äâèãàòåëÿ, ðàä/ñ; vk - êîíñòðóêöèîííàÿ ñêîðîñòü ýëåêòðîâîçà, êì/÷. Ìàêñèìàëüíàÿ óãëîâàÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ ÒÝÄ âû÷èñëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå (1.3) ωmax = 3, 14 · 2100 = 220, ðàä/ñ, 30 ip = 1, 8 · 1, 25 · 220 = 3, 09 160 òîãäà Ìîìåíò, ïðèëîæåííûé ê îäíîé êîëåñíîé ïàðå ýëåêòðîâîçà Mêï = ip Mmax = 3, 09 · 7242 = 22378, Í · ì, Òîãäà, ìàêñèìàëüíîå óñèëèå, ðàçâèâàåìîå ðåîñòàòíûì òîðìîçîì Bmax = Mêï na 22378 · 6 = = 215, êÍ 500 Dk 500 · 1, 25 Ñêîðîñòü ýëåêòðîâîçà, ïðè êîòîðîé äîñòèãàåòñÿ ìàêñèìàëüíîå òîðìîçíîå óñèëèå íàõîäèì èç óñëîâèÿ ïîñòîÿíñòâà ìîùíîñòè, ðàññåèâàåìîé íà òîðìîçíûõ ðåçèñòîðàõ vBmax = 3, 6 Pò 3, 6 · 4560 = 76, êì/÷ = Bmax 215 Âåòâü òîðìîçíîé õàðàêòåðèñòèêè, ïðè ðåãóëèðîâàíèè òîêà â îáìîòêå âîçáóæäåíèÿ ðàññ÷èòûâàåì ïî ôîðìóëå B= 3, 6 Pò v (1.9) ãäå v - ñêîðîñòü ýëåêòðîâîçà, êì/÷, â äèàïàçîíå îò vBmax äî êîíñòðóêöèîííîé ñêîðîñòè. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ñâîäèì â òàáëèöó 1.3 Òàáëèöà 1.3. Îãðàíè÷åíèå ïî ìîùíîñòè òîðìîçíûõ ðåçèñòîðîâ v, êì/÷ B, êÍ 76 215 90 182 100 164 110 149 120 137 130 126 140 117 150 109 160 103 Ïðè ïðåäåëüíîì òîêå âîçáóæäåíèÿ è íåèçìåííîì ñîïðîòèâëåíèè òîðìîçíûõ ðåçèñòî- 5 ðîâ, òîðìîçíîå óñèëèå ñíèæàåòñÿ ëèíåéíî, ïðîïîðöèîíàëüíî ñíèæåíèþ ñêîðîñòè ïî çàêîíó B = Bmax v (1.10) vBmax Ðàñ÷èòûâàåì ëèíåéíóþ ÷àñòü òîðìîçíîé õàðàêòåðèñòèêè ïî ôîðìóëå (1.10) äëÿ äèàïàçîíà ñêîðîñòåé îò 0 äî vBmax , ñâåäÿ ðåçóëüòàòû â òàáëèöó Òàáëèöà 1.4. Ëèíåéíàÿ ÷àñòü òîðìîçíîé õàðàêòåðèñòèêè v, êì/÷ B, êÍ 0 0 10 28 20 56 30 84 40 112 50 141 60 169 76 215 Ïî äàííûì òàáëèö 1.3 è 1.4 ñòðîèì òîðìîçíóþ õàðàêòåðèñòèêó ýëåêòðîâîçà (ðèñóíîê 3) Ðèñ. 3. Òîðìîçíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ýëåêòðîâîçà ïðè ðåîñòàòíîì òîðìîæåíèè Èç ãðàôèêà òîðìîçíîãî óñèëèÿ íà ðèñóíêå 3 âèäíî, ÷òî ðåîñòàòíûé òîðìîç ýôôåêòèâåí â äèàïàçíå ñêîðîñòåé îò 160 äî 35 êì/÷. Ïðè ñêîðîñòè íèæå 35 êì/÷ ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü çàìåùåíèå ðåîñòàòíîãî òîðìîçà ïíåâìàòè÷åñêèì. 6 Îäíàêî, äèàïàçîí èñïîëüçîâàíèÿ ðåîñòàòíîãî òîðìîçà ìîæíî ðàñøèðèòü, ïîäêëþ÷èâ òîðìîçíûå ðåçèñòîðû ê ÿêîðÿì òÿãîâûõ äâèãàòåëåé ÷åðåç èìïóëüñíûé ïîâûøàþùèé DC/DCïðåîáðàçîâàòåëü. 1.3. Ðàñ÷åò ñîïðîòèâëåíèÿ òîðìîçíûõ ðåçèñòîðîâ Ïðåäïîëàãàåòñÿ èñïîëüçîâàòü èíäèâèäóàëüíûå òîðìîçíûå ðåçèñòîðû äëÿ êàæäîãî òÿãîâîãî ýëåêòðîäâèãàòåëÿ, ïîýòîìó ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå Rò = 1000 Pï I÷2 (1.11) ãäå Pï - ïðîäîëæèòåëüíàÿ ìîùíîñòü ÒÝÄ, êÂò; I÷ - ÷àñîâîé òîê ÒÝÄ, À. Ðàññ÷èòûâàåì ñîïðîòèâëåíèå òîðìîçíîãî ðåçèñòîðà Rò = 1000 · 760 = 1, 03 Îì 8572 1.4. Îïðåäåëåíèå äèàïàçîíà ðåãóëèðîâàíèÿ òîêà âîçáóæäåíèÿ Íà ãèïåðáîëè÷åñêîé ÷àñòè òîðìîçíîé õàðàêòåðèñòèêè (ðèñóíîê 3) âåëè÷èíà ÝÄÑ, ãåíåðèðóåìîé òÿãîâûì äâèãàòåëåì, ïîäääåðæèâàåòñÿ ïîñòîÿííîé çà ñ÷åò ðåãóëèðîâàíèÿ òîêà âîçáóæäåíèÿ, ïèòàåìîé îò ñïåöèàëüíîé îáìîòêè òÿãîâîãî òðàíñôîðìàòîðà ÷åðåç âûïðÿìèòåëüíóþ óñòàíîâêó âîçáóæäåíèÿ (ÂÓÂ). Ýòà ÝÄÑ îïðåäåëÿåòñÿ êàê ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà òîðìîçíîì ðåçèñòîðå E = Rò I÷ = 1, 03 · 857 = 887,  Îïåðåäåëÿåì çíà÷åíèÿ êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ â äèàïàçîíå ñêîðîñòåé îò 76 äî 160 êì/÷ ïî ôîðìóëå cΦ = 1, 8 E Dk v ip (1.12) è ïî ãðàôèêó íà ðèñóíêå 2 îïðåäåëÿåì òîê âîçáóæäåíèÿ äëÿ êàæäîãî çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ñâåäåì â òàáëèöó Òàáëèöà 1.5. Ðåãóëèðîâî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïî òîêó âîçáóæäåíèÿ v, êì/÷ cΦ, ·ñ Iâ , À 76 8,45 857 90 7,17 540 100 6,45 428 110 5,87 357 120 5,38 307 130 4,97 270 140 4,61 242 150 4,30 219 160 4,04 200 Ïî äàííûì òàáëèöû 1.5 ñòðîèì çàâèñèìîñòü òîêà âîçáóæäåíèÿ îò ñêîðîñòè (ðèñóíîê) 7 Ðèñ. 4. Ðåãóëèðîâî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà òîêà âîçáóæäåíèÿ ÒÝÄ ïðè ðåîñòàòíîì òîðìîæåíèè 8 2. Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ âûïðÿìèòåëüíîé óñòàíîâêè âîçáóæäåíèÿ (ÂÓÂ) 2.1. Îïðåäåëåíèå ýêñïëóàòàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê ÂÓ  êà÷åñòâå ÂÓ èñïîëüçóåì îäíîôàçíûé óïðàâëÿåìûé äâóïîëóïåðèîäíûé âûïðÿìèòåëü, âûïîëíåííûé ïî ìîñòîâîé ñõåìå. Ïðè ñáîðå ñõåìû ýëåêòðîäèíàìè÷åñêîãî òîðìîæåíèÿ, îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ âñåõ òÿãîâûõ äâèãàòåëåé ñåêöèè ýëåêòðîâîçà ñîåäèíÿþòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíî è ïîäêëþ÷àþòñÿ ê âûõîäó ÂÓÂ. Ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè ÂÓ èçîáðàæåíà íà ðèñóíêå 5. VS1 VS2 Lf E2 Rf VS4 VS3 Ðèñ. 5. Ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè âûïðÿìèòåëüíîé óñòàíîâêè âîçáóæäåíèÿ: E2 - ÝÄÑ îáìîòêè òÿãîâîãî òðàíñôîðìàòîðà, âûäåëåííîé äëÿ ïèòàíèÿ ÂÓÂ; VS1 VS4 - îäíîîïåðàöèîííûå òèðèñòîðíûå êëþ÷è; Lf , Rf - ñîîòâåòñòâåííî, ýêâèâàëåíòíàÿ èíäóêòèâíîñòü è ýêâèâàëåíòíîå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå îáìîòîê âîçáóæäåíèÿ ÒÝÄ. Íàãðóçêà âûïðÿìèòåëüíîé óñòàíîâêè íîñèò àêòèâíî-èíäóêòèâíûé õàðàêòåð. Òîê, ïðîòåêàþùèé ÷åðåç íàãðóçêó Id îïðåäåëÿåòñÿ èñõîäÿ èç ðåçóëüòàòà ðàñ÷åòîâ, ïðèâåäåííûõ â òàáëèöå 1.5. Ïðèíèìàåì åãî Id = 857 À. Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå íà çàæèìàõ ÂÓ ðàñ÷èòûâàåì èñõîäÿ èç ýêâèâàëåíòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ øåñòè ïîñëåäîâàòåëüíî ñîåäèíåííûõ îáìîòîê âîçáóæäåíèÿ Rf = na Râ = 6 · 0, 03 = 0, 18 Îì èñõîäÿ èç ÷åãî, ïî äàííûì òàáëèöû 1.5, îïðåäåëÿåì äèàïàçîí ðåãóëèðîâàíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ Udmin = 200 · 0, 18 = 36,  Udmax = 857 · 0, 18 = 155,  Ïðè ìèíèìàëüíîì óãëå îòêðûòèÿ òèðèñòîðîâ α0 = 9◦ (îáåñïå÷èâàþùåì íàäåæíîå èõ 9 îòêðûòèå) è ñ ó÷åòîì ðàáîòû íà èíäóêòèâíóþ íàãðóçêó, ðàñ÷èòàåì ìàêñèìàëüíîå ñðåäíåå çíà÷åíèå íàïðÿæåíèå íà âûõîäå ÂÓ U0 = Udmax 155 = = 157,  cos α0 cos 9◦ Ðàññ÷èòûâàåì óãîë îòêðûòèÿ òèðèñòîðîâ ïðè ìèíèìàëüíîì íàïðÿæåíèè íà âûõîäå ÂÓ αmax = arccos Udmin U0 = arccos 36 157 = 76◦ (2.1) Îïðåäåëÿåì ìàêñèìàëüíîå îáðàòíîå íàïðÿæåíèå íà òèðèñòîðå, äëÿ ñõåìû ìîñòîâîãî âûïðÿìèòåëÿ UVmax S = 3, 14 U0 = 3, 14 · 157 = 493,  Ðàñ÷åòíîå çíà÷åíèå ïîâòîðÿþùåãîñÿ íàïðÿæåíèÿ íà òèðèñòîðå Uïð = kU kñ UVmax S ãäå kU = 1, 3÷1, 5 - êîýôôèöèåíò çàïàñà ïî íàïðÿæåíèþ; kñ = 1, 16 - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé âîçìîæíîå ïîâûøåíèå íàïðÿæåíèÿ â êîíòàêòíîé ñåòè äî ïðåäåëüíîãî çíà÷åíèÿ 29 êÂ, òî åñòü, â íàøåì ñëó÷àå Uïð = 1, 4 · 1, 16 · 493 = 800,  Ðàñ÷åòíîå çíà÷åíèå ïðåäåëüíîãî òîêà òèðèñòîðà îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå Iïð = kI kô kîõë Id ãäå kI = 1, 25 ÷ 1, 4 - êîýôôèöèåíò çàïàñà ïî òîêó; kô = 0, 9 - êîýôôèöèåíò ôîðìû òîêà, ó÷èòûâàþùèé åãî íåñèíóñîèäàëüíîñòü; kîõë - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé óñëîâèÿ îõëàæäåíèÿ òèðèñòîðîâ (kîõë = 2,5 - ïðè ñòàíäàðòíîì ðàäèàòîðå áåç îáäóâà; kîõë = 1, 0 ïðè ïðèíóäèòåëüíîì âîçäóøíîì îõëàæäåíèè. Òîãäà, â íàøåì ñëó÷àå Iïð = 1, 25 · 0, 9 · 1, 0 · 857 = 964 ≈ 1000, À Òèðèñòîð âûáèðàåì èç óñëîâèÿ Uï ≥ Uïð , Iï ≥ Iïð ãäå Uï - ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîå ìãíîâåííîå íàïðÿæåíèå, ïðèêëàäûâàåìîå ê òèðèñòîðó; Iï - ïðåäåëüíîå çíà÷åíèå òîêà òèðèñòîðà. Óêàçàííûì óñëîâèÿì óäîâëåòâîðÿåò òèðèñòîð ìàðêè T133-500 ïðîèçâîäñòâà ÏÀÎ ¾Ýëåêòðîâûïðÿìèòåëü¿ (ã. Ñàðàíñê). Òèðèñòîð Ò133-500 èìååò èñïîëíåíèå òàáëåòî÷íîãî òèïà â êîðïóñå PT31. Òåõíè÷åñêèå 10 õàðàêòåðèñòèêè òèðèñòîðà óêàçàíû â íèæåïðèâåäåííîé òàáëèöå 2.2. Îïðåäåëåíèå ïàðàìåòðîâ îáìîòêè òÿãîâîãî òðàíñôîðìàòîðà, ïèòàþùåé ÂÓ Ðàññ÷èòûâàåì äåéñòâóþùåå çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ íà âòîðè÷íîé îáìîòêå òÿãîâîãî òðàíñôîðìàòîðà U2 = π U0 3, 14 · 157 √ = √ = 174,  2 2 2 2 Ïðèíèìàÿ ÊÏÄ òðàíñôîðìàòîðà ðàâíûì 95%, ðàñ÷èòûâàåì ãàáàðèòíóþ ìîùíîñòü îáìîòêè S2 = U2 Id 174 · 857 = ≈ 158, êÂò 1000 η 1000 · 0, 95 Îïðåäåëÿåì ìîùíîñòü ïîòåðü â îáìîòêå ∆ P2 = S (1 − η) = 158 · (1 − 0, 95) = 7, 9, êÂò. 11 Ïîëàãàÿ, ÷òî 50% ïîòåðü ðàññåèâàþòñÿ â ìåäè, ðàññ÷èòûâàåì âåëè÷èíó àêòèâíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îáìîòêè r2 = 500 ∆P2 500 · 7, 9 = = 0, 0054, Îì 2 Id 8572 2.3. Ðàñ÷åò íàãðóçî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè âûïðÿìèòåëüíîé óñòàíîâêè Íàãðóçî÷íîé õàðàêòåðèñòèêîé ÂÓ íàçûâàåòñÿ çàâèñèìîñòü íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå îò òîêà, ïðîòåêàþùåãî ÷åðåç íåãî. Äëÿ óïðàâëÿåìîãî âûïðÿìèòåëÿ îíà èìååò âèä (2.2) U (I) = Uõõ − (r2 + 2 rò ) I ãäå Uõõ - íàïðÿæåíèå õîëîñòîãî õîäà ïðè ïîñòîÿííîì óãëå îòêðûòèÿ òèðèñòîðîâ; r2 - ñîïðîòèâëåíèå âòîðè÷íîé îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà; rò - ñîïðîòèâëåíèå òèðèñòîðà â îòêðûòîì ñîñòîÿíèè. Äëÿ òèðèñòîðà Ò133-500 rò = 0, 00042 Îì. Èç ôîðìóëû (2.2) âûðàæàåì çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ õîëîñòîãî õîäà (2.3) Uõõ = Ud + (r2 + 2 rò ) Id Èç ôîðìóëû (2.3) íàõîäèì íàïðÿæåíèå õîëîñòîãî õîäà ïðè ìèíèìàëüíîì è ìàêñèìàëüíîì çíà÷åíèè íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå min Uõõ (76◦ ) = Udmin + (r2 + 2 rò ) Idmin = 36 + (0, 0054 + 2 · 0, 00042) · 200 = 37,  (2.4) max ◦ Uõõ (9 ) = Udmax + (r2 + 2 rò ) Idmax = 155 + (0, 0054 + 2 · 0, 00042) · 857 = 160,  (2.5) Ïîäñòàâëÿåì (2.4) è (2.5) â (2.2), ïîëó÷àÿ âûõîäíûå õàðàêòåðèñòèêè ÂÓ ïðè ìèíèìàëüíîì è ìàêñèìàëüíîì óãëå îòêðûòèÿ òèðèñòîðîâ U9◦ (I) = 160 − 0, 0064 I (2.6) U76◦ (I) = 37 − 0, 0064 I (2.7) Ïî ôîðìóëàì (2.6) è (2.7) âû÷èñëÿåì çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå ÂÓ äëÿ íåñêîëüêèõ çíà÷åíèé òîêà âîáóæäåíèÿ, ñâîäÿ ðåçóëüòàòû â òàáëèöó 2.1 Òàáëèöà 2.1. Íàãðóçî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà âûïðÿìèòåëüíîé óñòàíîâêè âîçáóæäåíèÿ I, À U9◦ U76◦ 0 160,0 37,0 100 159,4 36,4 200 158,7 35,8 300 158,1 35,1 400 157,5 34,5 500 156,9 33,9 600 156,3 33,3 700 155,6 32,6 800 155,0 32,0 900 154,4 31,8 Ïî äàííûì òàáëèöû 2.1 ñòðîèì ãðàôèê íàãðóçî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè ÂÓ (ðèñóíîê 6) 12 Ðèñ. 6. Íàãðóçî÷íûå õàðàêòåðèñòèêè ÂÓ ïðè ïðåäåëüíûõ óãëàõ îòêðûòèÿ òèðèñòîðîâ 13