4. Определение границы устойчивого инвертирования.

Для обеспечения надежности инвертирования необходимо выполнить условие:

,

где  – угол коммутации;  – угол опережения открывания тиристора;  – угол восстановления запирающих свойств тиристора.

где

Наибольшее значение скорости привода, соответствующее надежному процессу инвертирования, определяется по формуле:

По данному уравнению строим линию предельного режима инвертирования на семействе электромеханических характеристик в зоне прерывистых токов.

По электромеханическим характеристикам определяем _max =135.

5. Определение полной мощности, ее составляющих, коэффициента мощности и кпд преобразователя

Определим при заданных значениях _н соответствующие значения углов регулирования:

.

Затем при тех же значениях скорости определим углы коммутации:

.

На основании приведенных ниже соотношений для номинального тока двигателя строим зависимости в функции относительного значения скорости вращения.

Относительная величина полной мощности, потребляемой преобразователем из питающей сети:

.

Относительная величина активной составляющей мощности:

.

Относительная величина реактивной составляющей мощности:

.

Относительная величина мощности первой гармонической составляющей:

.

Относительная величина мощности искажений:

.

Коэффициент мощности:

.

КПД преобразователя:

где Rяд=1,24(R_я+R_дп)+R_щ=1,240,054+0,011 =0,078 Ом.

Результаты расчетов представляю в таблице 3, графики зависимостей - в приложении на рисунке 5, приложение.

Таблица 3

	0	15,7	31,4	47,1	62,8	78,5	94,2	109,9	125,6	141,3	157
/н	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
,	84,01	79,66	75,25	70,74	66,11	61,31	56,26	50,9	45,1	38,63	31,08
,	3,17	3,2	3,25	3,32	3,42	3,55	3,73	3,97	4,31	4,83	5,68
	1,334	1,334	1,3339	1,3348	1,3336	1,3333	1,333	1,332	1,3319	1,331	1,329
	0,081	0,156	0,23	0,31	0,38	0,046	0,53	0,61	0,68	0,75	0,83
	0,9963	0,9873	0,9716	0,9516	0,9242	0,8897	0,8471	0,7953	0,7322	0,6545	0,5559
	0,99962	0,99961	0,9996	0,99958	0,99955	0,9995	0,9994	0,9994	0,99929	0,9991	0,9987
	0,884	0,883	0,8833	0,8831	0,8828	0,8825	0,882	0,881	0,880	0,879	0,877
K	0,0608	0,117	0,173	0,2292	0,2854	0,341	0,397	0,454	0,5105	0,567	0,624
	0,451	0,675	0,769	0,821	0,853	0,876	0,892	0,906	0,916	0,924	0,93

5. ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Согласно условий курсового задания, рассчитанная схема является 2-х комплектным реверсивным преобразователем, выполненным со встречно-параллельным включением вентилей в комплектах по нулевой схеме питания машины постоянного тока с применением раздельного управления комплектами.

Выполненная схема содержит трансформатор Т1 включенный по схеме Y∕Y-0, предназначенный для питания двигателя через тиристорный преобразователь. В фазы звезды встречно-параллельно включены тиристоры VS1-VS6, образующие вместе с системой управления (СИФУ) тиристорный преобразователь. Катоды тиристоров катодной группы VS2,VS4,VS6 включены в одну точку питания преобразователя с анодами тиристоров анодной группы VS1,VS3,VS5. Другой точкой питания преобразователя является нейтраль (нулевой вывод) трансформатора Т1. В преобразователе предусмотрена защита трансформатора, вентилей, нагрузки и схемы управления от различных видов повреждений, так же предусмотрена сигнализация ненормальных режимов работы. К преобразователю подключена заданная нагрузка: якорная цепь машины постоянного тока М с независимым возбуждением. Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока предусмотрен дроссель L.

В данной схеме для выпрямления используется только одна полуволна напряжения переменного тока вторичного напряжения трансформатора, положительная для прямого тока в нагрузке, отрицательная – для обратного. Так как у нас управление комплектами раздельное то рассмотрим работу преобразователя на примере комплекта с общей катодной группой. Когда анод тиристора VS2 отрицателен по отношению к своему катоду, то тиристор закрыт. В определенный момент времени, соответствующий точке естественной коммутации положительных полуволн анод тиристора становится положительным и тиристор начинает пропускать ток, который проходит через тиристор, дроссель и нагрузку к нулевой точке трансформатора Т1. Спустя определенный промежуток времени более положительным становится анод тиристора VS4, который открывается, а тиристор VS2 закрывается, но не сразу, а спустя какое-то время , так как ток мгновенно исчезнуть не может из-за индуктивности фаз Хт. Это время (γ - угол перекрытия коммутации)одновременно работают два тиристора VS2 и VS4. Затем тиристор VS2 закрывается и процесс повторяется с VS6 и т.д.

Результатом подобной поочередной работы тиристоров между общей точкой тиристоров и нулевой точкой трансформатора возникает пульсирующая выпрямленная Э.Д.С. с числом пульсаций m=3 за период питающего напряжения. Дроссель L сглаживает эти пульсации тока I _d0. Среднее значение Э.Д.С. Е _d0 равно площади сечения с учетом понижения его в момент коммутации γ двух вентилей.

Если при помощи СИФУ задержать импульс начала отпирания вентиля на угол 90° ≥ α ≥ 0° от точки естественной коммутации, то можно регулировать среднее значение выпрямленной Э.Д.С... Если при помощи СИФУ задержать импульс начала отпирания вентиля на угол 180° ≥ α ≥ 90°, то комплект будет работать в инверторном режиме при условии что Э.Д.С. якоря будет больше Э.Д.С. инвертора.

Так как у нас управление раздельное, то управление вентилями второго комплекта всегда заблокировано. В этом случае отсутствует уравнительный ток между комплектами и не требуются уравнительные токоограничительные реакторы.

При реверсе система раздельного управления тиристорами становится более сложной, чем при совместном управлении и вдобавок, появляется пауза в процессе переключения комплектов для изменения направления тока нагрузки. Она обусловлена тем, что после снятия импульсов с работавшего комплекта ток нагрузки должен упасть до нуля, а последний работавший тиристор – восстановить запирающие свойства. И только после указанной паузы ( ≈ 0,01 с ) могут быть открыты тиристоры вступающего в работу комплекта. Наличие паузы при реверсе тока нагрузки несколько ухудшает быстродействие систем с раздельным управлением.

Схема преобразователя представлена на рисунке 6 в приложении.