Материал: Методичка-КП СУЕП 2006

3.4. Розрахунок індуктивності реакторів

У вентильному електроприводі реактори виконують наступні основні функції: зменшують зону переривчастих струмів, згладжують пульсації випрямного струму, обмежують струм через вентилі в перший півперіод напруги, що живить, при короткому замиканні на стороні випрямного струму. У реверсивному вентильному ЕП на реактори покладаються додаткові задачі: обмеження зрівняльних струмів при спільному керуванні вентильними групами, обмеження швидкості наростання аварійного струму при перекиданні інвертора. Індуктивність реактора залежить від його призначення, силової схеми перетворювача і розташування реактора в схемі.

3.4.1. Обмеження зрівняльних струмів

Зрівняльні реактори застосовуються для обмеження зрівняльних струмів при спільному керуванні вентильними групами. У комплектному ЕП ЭТ6 застосоване спільне керування, а в ЭТУ3601 - роздільне. При узгодженому спільному керуванні індуктивність струмообмежуючих реакторів, визначається по формулі

,

де – амплітуда фазної ЕРС; =2 ;

для нульових схем ,

для трифазної мостової схеми ;

– коефіцієнт діючого значення зрівняльного струму, визначений по кривим : [1] с.133, рис.1-158 ; [8] с.255, рис. 2-151, у залежності від кута керування тиристорами ;

- діюче значення зрівняльного струму.

Величину визначим для максимального значення при відомому діапазоні зміни . Зважаючи на те, що перетворювач,який розраховується, використовується для широкорегульованого ЕП, зі зміною  від 0⁰ до 90⁰, для трифазної зустрічно-рівнобіжної схеми найбільше значення =0,62 при .

Для трифазної нульової схеми =0,2 при .

3.4.2. Обмеження струму при однофазному перекиданні інвертора

Розрахувати тільки для мостової схеми. Для нульової силової схеми випрямляча зробити тільки вибір тиристорів із визначенням , при необхідності розрахувати параметри двигуна ( , ).

Вибраний електродвигун задовольняє заданим вимогам: статичним ( = 21 Н м; = 15,7 Н м; > ) та динамічним ( = 0,147 с.; = 0,2 с.; < ).

При однофазному перекиданні інвертора в мостовій схемі якір двигуна закоротити через вентилі. Індуктивність, необхідна для обмеження аварійного струму на час спрацьовування захисту, визначається по наближеній формулі

,

де – ЕРС двигуна в момент перекидання;

,

де - постійна двигуна;

,

де – струм двигуна перед перекиданням = ;

– допустимий струм тиристора протягом одного півперіода ;

= – з паспортних даних тиристора.

З довідника вибираємо низькочастотні тиристори по граничних значеннях параметрів режиму:

- по максимальному значенню середнього струму у відкритому стані (А); повинен бути не менше , визначеного по формулі (таблиця 1) для = ;

- по повторюваній імпульсній напрузі в закритому стані

, (таблиця 1) .

Для обраного тиристора знаходимо струм, що ударно не повторюється, у відкритому стані ;

– опір якірного ланцюга при струмі перекидання

.

де коефіцієнт 1.5 враховує опір єднальних проводів, контактів, дроселя в силовому ланцюзі;

- температурний коефіцієнт ;

– опір якоря двигуна;

– опір додаткових полюсів (при наявності).

Індуктивність реактора, що струмообмежує, (дроселя):

^,

де - індуктивність якоря двигуна, визначається з довідкових даних двигуна або по формулі;

,

де К=0,5…0,6 – для некомпенсованих машин постійного струму ;

– число пар полюсів двигуна;

– номінальна частота обертання двигуна (1/хв.);

, – номінальне значення напруги і струму двигуна.

К /  0,040,05 для електродвигунів типу ДК - 1.

3.4.3. Обмеження струму через тиристори при короткому замиканні на стороні постійного струму

При короткому замиканні на стороні постійного струму реактор, що токообмежує, повинен обмежити швидкість наростання аварійного струму, щоб він не перевищив небезпечного для тиристорів значення на протязі власного часу спрацьовування захисних пристроїв. Обмеження струму через вентилі може бути отримане за рахунок індуктивності розсіювання обмоток трансформатора й індуктивності в ланцюзі постійного струму.

Необхідна величиня спільної індуктивності для мостової схеми

.

Для нульової схеми

,

де =2 ;

- початковий струм у момент короткого замикання, = при максимальному навантаженні ЕП (таблиця 1);

- максимально допустимий у спливанні півперіода струм вентиля, = .

Індуктивність додаткового реактора

,

де .

3.4.4. Обмеження зони переривчастих струмів

Переривчастий струм можливий при роздільному керуванні вентильними групами.

Для одержання зони граничного-безупинного режиму при заданому значенні кута регулювання ланцюг випрямленого струму повинен мати індуктивність

,

де = ;

- число пульсацій за період.

Число пульсацій за період залежить від числа фаз вторинної обмоткі трансформатора і схеми з'єднання вентилів.

Для простих нульових схем =

Для простих симетричних мостових схем =2

Величина граничного-безупинного струму для забезпечення гарних динамічних характеристик приводу повинна бути не більше величини струму двигуна при мінімальному моменті опору на валу.

При установці високомоментного двигуна на ходовому валу

, тому .

Значення = f() для даної схеми випрямляча (при відповідному ) також можна визначити з графіка рис.1-156 [1] с.131 або рис.2-149 [8] с.252.