Расчет силового выпрямителя.

Учет особенностей работы силового выпрямителя связан с оценкой влияния сопротивления коммутации на стороне постоянного и переменного тока.

Это влияние оценивают соотношением:

Сопротивление коммутации на стороне переменного тока определяют как:

Хф = Хг+Хр+Хс = 0,1Ом;

где Хр=0 - сопротивление реактора (считаем без реактора);

Хс — сопротивление сети, этот параметр мал по сравнению с Хг, поэтому им пренебрегаем;

Хг = О,1 Ом - эквивалентное сопротивление коммутации генератора;

- сверхпереходные сопротивления генератора МСК 1875-1500 по продольной и поперечной оси соответственно.

Реактивное сопротивление на стороне постоянного тока находят по выражению:

,

где f = 50, Гц - частота питающей сети;

‑ индуктивность якорной цепи ГЭД,

2р-пЛ 1Л

Uj, = 1200, В - номинальное значение напряжения ГЭД;

nА = 155,об/мин - номинальная частота вращения ГЭД в свободной воде;

2р = 20 - число полюсов обмотки якоря ГЭД;

3 - коэффициент, соответствующий компенсированным машинам.

Так как Е>5, то пульсации тока составляют меньше 2%, поэтому выбираем мостовую трехфазную схему (схема Ларионова) выпрямления (рисЗа).

Расчетная схема выпрямителя изображена на рис. 3 б.

Рабочие токи и напряжения выпрямителя определяются на основе механической характеристики ГЭД, используя соотношения:

М = С_М·I·Φ_Д,

Определяем ток, необходимый для обеспечения момента на валу ГЭД.

,

где N – число активных проводников обмотки якоря;

Р – число пар полюсов;

а – число пар параллельных ветвей обмотки якоря.

Где

постоянные двигателя

N = 1260 - число активных проводников обмотки якоря;

р = 10 - число пар полюсов;

а = 5 - число пар параллельных ветвей обмотки якоря;

Фд - магнитный поток двигателя;

R_Д = 1,24·(R_Я + R_ДП + R_КО)= 0,014, Ом - суммарное сопротивление (якорной цепи, обмотки дополнительных полюсов и компенсационной обмотки).

RК=0,002 Ом - сопротивление коммутации, т.к. Р > 2000 кВт.

Рассчитаем значение напряжений и токов для соответствующих точек механической характеристики ГЭД и результаты расчетов занесем в таблицу 1.

Таблица 1.

	С	Е	В	А	F	D
Фд,Вб	0,237	0,237	0,237	0,176	0,176	0,176
Id, A	6649,8	5127,1	3855,3	3850,4	1985,5
Ud,B	106,4	679,3	1206,4	1207,3	1288,4	1374,9
Ud*, В	35,4	226,4	402,1	402,4	429,4	458,4

Ud * - значение Ud для одного комплекта СГ - НВ.

По данным таблицы 1 построим внешнюю характеристику

выпрямителя.

Рис. З

а) Мостовая схема выпрямления;

б) Расчетная схема выпрямления.

При эксплуатации ГЭУ могут встречаться следующие режимы работы выпрямителей:

1. Режим 2-3 (0 < γ ≤ 60º), т.е. в работе постоянно участвуют два вентиля, а в моменты коммутации три. Выражение (1) и (2) преобразуется к виду

,

,

Выполняя соответствующие преобразования:

тогда

отсюда

, (2.17)

где ‑ коэффициент нагрузки преобразователя

2. Режим 3 (γ = 60º, 0 ≤ α_В ≤ 30º), при достижении угла α_В = 30º с увеличением нагрузки появляется угол вынужденного открывания (неуправляемых) вентилей, тогда:

,

,

После преобразований получим:

,

3. Режим 3-4 (α_В = 30º, 60º ≤ γ ≤ 120º), более тяжёлый режим для выпрямителя, встречается в ГЭУ очень редко.

Основными рабочими режимами являются режимы 2-3 и 3, по которым и определяют U₁, I₁, φ₁, как:

I₁ = k_i1(α _В, γ)I_d;

U₁ = k_U1(α_В, γ)U_d;

φ₁ = k _φ1(α_В, γ);

где k(α_В, γ) – функции, учитывающие изменение первых гармоник тока, напряжения и сдвига фаз между ними в зависимости от режима работы выпрямителя.

Дата добавления: 2015-10-16