2.3 Разработка математической модели и расчёт переходных процессов.

С помощью ЭВМ смоделируем работу нереверсивного трехфазного управляемого выпрямителя на активно-индуктивной нагрузке с противо-ЭДС.

Угол регулирования принимаем равным 34.51. При этом угле регулирования действующие значения напряжения и тока на нагрузке равны номинальным параметрам ДПТ. Т.о номинальный угол управления составляет_ном=34.51.

Графики переходных процессов приведены в приложении.

Для контура содержащего цепь постоянного тока и фазу, вентиль которой включен, справедливо следующее уравнение электрического равновесия:

Угол открытия тиристоров, при котором действующие значения напряжений и токов на нагрузке равны номинальным:

Полное сопротивление контура:

Постоянная времени контура:

Коэффициент отношения напряжений, отнесенный к амплитуде фазного напряжения вентильной обмотки трансформатора.

Конструктивная постоянная двигателя (ранее рассчитана):

Минимальный угол включения тиристора при данном а:

Максимальный угол включения тиристора при данном а:

Режим прерывистого тока нагрузки:

Зададимся временем:

Решение вышеуказанного дифференциального уравнения выглядит следующим образом, т.е.пульс тока нагрузки, вызванный проводимостью вентиля VS1 фазы А вторичной обмотки трансформатора равен:

При

что соответствует открытию тиристора с углом в 60 градусов:

Режим непрерывного (глубоко пульсирующего тока):

что соответствует углу открытия тиристора в 50 градусов:

Так как ток считаем глубоко пульсирующим, то коммутация тока вентилей протекает почти мгновенно.

Для вентилей VS2 и VS3 решение аналогично за исключением сдвига фаз напряжений Ub и Uc относительно фазы напряжения Ua на -120 и 120 градусов соответственно.

На интервалах времени, когда ток нагрузки равен нулю, напряжение на всей нагрузке равно противо-ЭДС двигателя.

Обратимся к программе MathCAD и решим вышеуказанное дифференциальное уравнение с нулевыми начальными условиями:

- угол открытия тиристоров

-полное активное сопротивление контура

-полное индуктивное сопротивление контура

- частота сети

- напряжение вторичной обмотки трансформатора

- коэффициент отношения напряжений, отнесенный к амплитуде фазного напряжения вентильной обмотки трансформатора.

3 Расчёт регулировочной и внешней характеристик.

3.1 Расчёт регулировочной характеристики.

Расчёт будем проводить для номинальной нагрузки преобразователя.

Если учитывать активное сопротивление источника питания, а также падение напряжения на вентиле, то регулировочная характеристика определяется уравнением:

Найдём максимальный угол управления при Ud=0 по регулировочной характеристике:

За счёт наличия потерь на элементах управляемого выпрямителя имеет место зона нечувствительности к управляющему воздействию - это неизменность напряжения на выходе преобразователя при изменении задающего воздействия, т.е. изменения угла управления преобразователем. В нашем случае она составляет 2.505 градусов.

Найдём максимальное напряжение на выходе преобразователя при a=0:

Т.е получили запас по напряжению порядка 30 вольт.