În actuatorul supapei, reactoarele îndeplinesc următoarele funcții:
să limiteze rata de creștere și magnitudinea curentului de defect prin tiristor;
reducerea zonei curenților discontinui;
Smoală ripple curent rectificat.
În servomotorul reversibil al supapei, reactoarelor li se poate atribui funcția de limitare a curenților de egalizare în controlul comun al grupurilor de supape.
În plus, într-o acționare electrică a supapei, reactoarele pot efectua funcții suplimentare:
limitarea ratei de creștere a curentului de eroare atunci când invertorul este deschis;
limitând curentul prin supape până la prima jumătate a ciclului de tensiune de alimentare în cazul unui scurtcircuit pe partea curentului rectificat.
Inducția reactorului depinde de scopul său, de circuitul de putere al convertizorului și de amplasarea reactoarelor în circuit.
Alegerea reactoarelor anodice. Când versiunea de transformator fără transformator pe partea AC include reactoare concepute pentru a limita rata de zgomot și mărimea curentului de defect prin tiristoare. Reactorii nu ar trebui să-și reducă inductanța la curenții de scurtcircuit [6], deci sunt realizați prin aer fără miez de fier.
Inductanța unui reactor limitator de curent poate fi determinată aproximativ prin exprimare
unde este factorul de marjă pentru depășirea curentului de șoc permis; - curentul de șoc admisibil al tiristorului conform datelor de referință, A.
Reactorul este selectat pentru tensiunea de rețea și curentul circuitului secundar calculat conform formulei (2.12):
Calcularea și selectarea reactoarelor de echilibrare. Egalizatoarele de egalizare se utilizează numai pentru circuitele reversibile ale convertizoarelor tiristorice, cu o metodă comună pentru controlul grupurilor de supape și invertor de supape pentru a limita valoarea curentului de supratensiune. O descriere detaliată a circuitelor, a modurilor de funcționare a convertoarelor tiristor reversibile și a metodelor de control este prezentată în [1, 2, 4-6].
Prin controlul comun al coordonatelor seturilor de supape, inductanța necesară a circuitului de egalizare este determinată pornind de la limitarea valorii efective a curentului de supratensiune Iur la 5-10% din Id. care este,
unde este valoarea amplitudinii tensiunii de fază a înfășurării secundare a transformatorului de putere pentru circuitele de rectificare zero; - valoarea amplitudinii tensiunii liniare a înfășurărilor secundare ale transformatorului de putere pentru circuitele de punte; - frecvența unghiulară a rețelei; - valoarea minimă acceptată a curentului de egalizare; - coeficient care caracterizează valoarea curentului de curent circulant (determinat prin controlul unghiului și circuitul redresor reversibil, cu coordonate de control cea mai mare valoare atinsă la și face trei faze zero și trei faze punte-spate sistem, iar pentru trei faze punte transversală și șase faze zero) [5 ].
Inductanța reactoarelor de egalizare, care este necesară pentru a limita curentul de egalizare la un anumit nivel:
Reactoarele care limitează curentul includ unul sau doi per curent de contra-curent (Figura 2.2). Reactoarele de egalizare pot fi realizate prin saturarea (cu goluri de aer)
și parțial saturat.
Folosind reactoare saturabile circuite de egalizare redresoare (Fig. 2.2, a. B) să stabilească două reactor identic compensatoare (unul pentru fiecare direcție a curentului motorului), inductanța fiecare dintre care este ales egal
Pentru a reduce dimensiunea reactoarelor egalizatoare, acestea sunt parțial sau complet saturate. Inductanța fiecărui reactor de compensare complet saturabile, prin care curentul de funcționare a fluxurilor de reactor, este în mod substanțial zero (reactorul de egalizare la saturație), dar tensiunea este aplicată la al doilea reactor de netezire (. Figura 2.2 inch), Prin urmare, restricția va fi al doilea reactor de netezire:
Pentru reactoarele de egalizare parțial saturate, inductanța fiecăruia este aleasă să fie egală cu
Două metode pot fi utilizate pentru a reduce dimensiunea reactoarelor de egalizare:
utilizarea controlului necoordonat al grupurilor de supape de conversie;
crește valoarea de recepție a curentului de supratensiune până la 0.2Id
în cazul unei alimentări suficiente de tiristoare.
Atunci când seturile supapei de comandă a convertizorului sunt controlate separat, nu se utilizează un reactor de egalizare.
Curentul care trece prin reactorul de egalizare este egal cu suma curenților de sarcină și a curentului de egalizare
Reactoarele de egalizare sunt alese în funcție de valorile de inductanță și de curent necesare:
unde și sunt inductanța nominală și curentul reactorului.
Reactor pentru limitarea zonei curenților discontinui. Pentru a obține un mod continuu limită pentru o valoare maximă dată de unghiul de control, trebuie inclusă o inductanță în circuitul de curent rectificat. a căror valoare poate fi determinată din inductanța necesară
unde este curentul necesar motorului continuu minim, de obicei Idr = 0.1Idn. ; - numărul de pulsații ale tensiunii rectificate în timpul perioadei de alimentare cu tensiune.
Valoarea maximă a unghiului de control în funcție de cerințele pentru asigurarea vitezei unghiulare minime:
Valoarea minimă a EMF a convertizorului, care corespunde valorii la:
unde este viteza unghiulară minimă a motorului, s -1; Д - domeniul de reglare a vitezei unghiulare a motorului; . - Rezistența șuntului și factorul său de transmisie (), Ohm; - scăderea tensiunii pe șunt cu curentul ... de obicei; Iș.nom - curentul nominal al șuntului, А; - rezistența activă a reactoarelor în lanțul de ancorare, Ohm. Dacă reactorul nu este încă selectat, atunci rezistența sa activă poate fi determinată aproximativ de formula
După alegerea unui reactor dintr-un număr de standard, ar trebui să clarificați rezistența acestuia și să recalculați unghiul de control.
Inductanța necesară a reactorului de limitare, HH:
Cu un transformator fără transformator, în locul inductanței unui transformator de putere. redus la circuitul de curent rectificat, este utilizată inductanța reactorului anodic. Inductanța reactorului de egalizare este luată în considerare numai în circuite reversibile cu control comun al grupurilor de tiristoare. În cazul în care. atunci reactorul din sistemul de acționare nu este necesar.
Reactorul care limitează zona curenților discontinui este selectat în funcție de valorile cerute:
Calcularea inductanței și alegerea reactorului de netezire. Ruptura tensiunii rectificate are ca rezultat curgerea curentului rectificat, ceea ce agravează comutarea motorului și crește încălzirea acestuia. Amplitudinea rupturii actuale depinde de circuitul de rectificare, de unghiul de control și de inductanța circuitului de sarcină. Valorile de amplitudine ale componentelor armonice ale EMF rectificat sunt corelate cu valoarea medie și unghiul de control al convertorului cu următoarea expresie:
unde este numărul de valuri ale EMF rectificat pentru prima armonică în timpul perioadei de tensiune de alimentare (pentru un circuit zero cu trei faze pentru un circuit trifazat); Este multiplicitatea armonicului.
Amplitudinile armonicilor cu o multiplicitate superioară sunt mult mai mici, iar acțiunea reactorului asupra lor este mai eficientă, prin urmare inductanța inductorului este calculată numai de armonica fundamentală. Valoarea relativă a valorii efective a primei armonici conform formulei (2.38):
unde - unghiul de control maxim al convertorului, calculat pentru frecvența angulară minimă de rotație a motorului.
Valoarea efectivă a armonicii fundamentale ar trebui să fie [6] între 2-15% din curentul nominal, în funcție de putere, domeniul de reglare a frecvenței unghiulare a motorului și reducerea admisibilă a zonei de comutare întunecată. În mod obișnuit, pentru motoarele compensate, curentul de rupere admisibil al armăturii ip este de 2% din valoarea nominală, pentru mașinile cu putere redusă - de până la 15% - pentru mașini cu putere redusă - de până la 15%.
Cu valoarea amplitudinii cunoscute a armonicii fundamentale și a valorii efective admisibile a armonicii fundamentale de curent, inductanța necesară a circuitului de curent rectificat poate fi determinată din formula:
Inductanța necesară a reactorului de netezire, HH:
unde este inductanța reactorului de egalizare, este luată în considerare numai pentru circuitele convertoare reversibile cu control comun al grupurilor de tiristoare.
În cazul în care. atunci reactorul de netezire nu este necesar.
Reactorul de evacuare este selectat în funcție de valorile necesare ale inductanței și curentului:
Alegerea finală a reactoarelor pe partea curentului rectificat este făcută cu valoarea maximă sau.
2.3. Determinarea parametrilor de proiectare ai circuitului de putere
"Convertor tiristor - motor"
Rezistența de proiectare a lanțului de ancorare al sistemului TP - DPT, Ohm,
unde - rezistența circuitului de ancorare al motorului (2.1); - rezistența convertorului (2.22); - rezistența activă a șuntului curent (2.34); - rezistența activă a reactoarelor de egalizare (dacă există) și netezire.
Reactanțele reactoarelor pot fi determinate prin pierderile de cupru ale înfășurării reactorului de la curentul nominal al reactorului, adică. În absența datelor pașaportului, reactorul poate fi aproximativ asumat prin formula (2.35) sau
Inductanța calculată a lanțului de ancorare al sistemului TP - D, HH:
unde - inductanța circuitului de ancorare al motorului (2.3); - inductanța transformatorului (2.17); - inductanța reactoarelor de egalizare (2.31) și netezire (2.42).
După determinarea parametrilor circuitului de putere al sistemului TP-D, este necesar să se verifice corectitudinea calculului preliminar al fazei EMF a înfășurării secundare a transformatorului, ținând cont de valorile obținute ale rezistenței elementelor circuitului de putere. Adică este necesar să se evalueze dacă transformatorul selectat asigură modul de antrenare dorit la viteza maximă și la curentul maxim al armăturii egal cu curentul de cutoff.
O astfel de estimare poate fi făcută pe baza ecuației circuitului de ancorare a motorului:
unde pentru acționare ne-inversată și pentru inversare; Rav este determinat de expresia (2.43); KU - sunt prezentate în tabelul. 2.1.
Din formula (2.46) definim
În cazul în care. transformatorul selectat furnizează modul de funcționare maxim al unității. În caz contrar, ar trebui să selectați un alt transformator de mare putere și să repetați calculele necesare.
3. CALCULAREA STATICULUI
CARACTERISTICI DINAMICE
ÎN SISTEMUL DESCHIS DE TP-D
3.1. Calcularea caracteristicilor de ajustare
convertor tiristor
Schema funcțională a convertizorului tiristor este prezentată în Fig. 3.1.
TP include un redresor controlat UZ. sistem de control al fazei puls. transformator de putere T (eventual transformator fără alimentare), UR și SR, reprezentate de o inductanță L.
Fig. 3.1. Diagrama funcțională a convertizorului tiristor
Semnalul de intrare TP este [7] tensiune de comandă. și ieșire - convertor EMF. Caracteristica de ajustare a TP este o relație. care pot fi reprezentate în formă
unde este coeficientul de câștig al TP, în cazul general, cantitatea este neliniară.
Dependența este determinată de forma tensiunii de referință a NRFU. Caracteristica de reglare a TP pentru circuitele date
în Tabelul. 2.1, se calculează pentru regimul curenților continuu conform [7, 8]:
unde este valoarea maximă a EMF a convertorului la unghiul de reglare.
În conformitate cu tabelul. 2.1
unde este valoarea efectivă a fazei secundare EMF a transformatorului.
Legea de variație a unghiului depinde de forma tensiunii de referință a SIFU. Cele mai răspândite sunt tensiunile NEFU cu tensiuni de referință cosinusoidale și de fierăstrău.
Fig. 3.2. Formarea impulsurilor în NRF cu o tensiune de referință sub forma unui ferăstrău
Fig. 3.3. Formarea impulsurilor în NRF cu o tensiune de referință sub forma unui val de cosinus
În Fig. 3.2 și 3.3 prezintă procesul de tensiune la anodul tiristorului corespunzător. Pentru TP reversibil, zona alternativă și, respectiv, de lucru sunt atât o parte pozitivă, cât și una negativă.
Pentru fierăstrăul (Fig.
În mod similar pentru undă cosinus (Figura 3.3):
Astfel, în forma de fierăstrău, caracteristica de ajustare a TP este neliniară și are forma prezentată în Fig. 3.4. Pentru cosinus, caracteristica de control este liniară și independentă de (figura 3.5).
Fig. 3.4. Caracteristicile de reglare a convertorului tiristor
cu tensiune de referință pentru fierăstrău
Dependența de tensiune în cazul unui fierăstrău este un dezavantaj al acestui tip de NRFD, prin urmare, dacă este necesar, să se linearizeze dependența prin includerea unui amplificator la intrarea SIFU cu o frecvență neliniară
amplitudinea caracteristică a speciei. În acest caz
caracteristicile de ajustare ale TP vor coincide cu caracteristicile,
prezentat în Fig. 3.5.
Fig. 3.5. Caracteristicile de reglare a convertorului tiristor
cu tensiune de referință sinusoidală
Tensiunile de referință ale valurilor cosinale sunt utilizate în NRF-urile de cea mai bună calitate.