Сглаживание пульсаций выпрямленного тока
Пульсации выпрямленного напряжения приводят к пульсациям выпрямленного тока, которые ухудшают коммутацию двигателя и Увеличивают его нагрев. Пульсации выпрямленного напряжения могут быть представлены в виде суммы гармонических составляющих, имеющих частоты, кратные числу пульсаций выпрямленного напряжения за один период питающего напряжения.
В симметричной мостовой и в нулевых схемах амплитудные значения гармонических составляющих выпрямленного напряжения Udnm связаны с его средним значением Udo и углом регулирования преобразователя а следующим выражением [Л. 21]:
И. |
U, |
Dnm |
Г da.
K2m2
Где m — число фаз выпрямления (для трехфазной мостовой симметричной схемы т=6, для трехфазной нулевой схемы т—3);
2, 3, ...—кратность гармоники, т. е. отношение порядкового номера гармоники к числу фаз т; Udx^Udoeos а — среднее значение выпрямленного напряжения при угле регулирования а.
В симметричной мостовой и в нулевых схемах наибольшую амплитуду имеют гармоники с k=. Амплитуды гармоник более высокой кратности значительно меньше, а действие дросселя на них эффективнее, поэтому расчет индуктивности дросселя для этих схем ведется только по гармонике с >&=1, т. е. по основной.
Кривые 1 и 2 на рис. 32 показывают зависимость относительной величины амплитуды гармонической составляющей с кратностью K= для трехфазных симметричной мостовой и нулевой схем. Для несимметричной трехфазной мостовой схемы амплитуды гармонических составляющих различной кратности могут быть получены путем разложения в ряд Фурье кривой выпрямленного напряжения при различных углах регулирования а. В этой схеме при малых углах регулирования а большую амплитуду имеет
Ил |
Рис. 32. Амплитуда первой гармонической составляющей выпрямленного напряжения для различных схем выпрямления. |
5—1333 65
гармоническая составляющая с кратностью k=2 и km=6 (кривая 4 на рис. 32), а при углах регулирования а, начиная с а» «25°, —гармоническая составляющая с кратностью K= и Km=2? (кривая 3 на рис. 32).
При расчете индуктивности сглаживающего дросселя исходят из допустимого уровня пульсаций выпрямленного тока для двигателей при номинальной скорости и номинальном напряжении.
Тиристорные преобразователи с симметричной мостовой схемой при номинальном напряжении и токе обычно имеют угол - регулирования а около 30° для обеспечения возможности компенсировать понижение напряжения питающей сети и снижение выпрямленного напряжения при увеличении нагрузки.
Поэтому за исходную величину принимают угол регулирования а = 30°.
Учитывая, что тот уровень выпрямленного напряжения, который в симметричной схеме получается при а = 30°, будет достигнут в несимметричной схеме при а^43°, расчет индуктивностге сглаживающего дросселя н в этом случае следует вести по гармо* нической составляющей с кратностью K=.
Влияние пульсаций выпрямленного тока на коммутацию двигателей выражается в сужении зоны темной коммутации по сравнению с (питанием от «генератора постоянного тока и в 'появлении - искрения под щетками. В настоящее время отсутствуют достаточно обоснованные данные по допустимой величине амплитуды пульсаций выпрямленного тока. Обычно оценка ведется по действующему значению основной гармоники, которое должно быть в пределах от 2 до 15% номинального тока в зависимости от мощности, диапазона регулирования скорости и допустимого снижения? зоны темной коммутации [JI. 14 и 23—25].
При известной амплитуде переменной составляющей Udnn[ и допустимой амплитуде п-Й гармоники тока р(П)о/о необходимая величин»
Индуктивности цепи выпрямленного тока может быть определена по формуле [Л. 20]:
Где Р{П)%—допустимая амплитуда п-Й гармоники тока в процентах; — номер гармоники; Id Н — номинальный выпрямленный ток преобразователя; со — круговая частота сети.
Индуктивность сглаживающего дросселя
Lzv=Ld—Ln, гну (51>
Где Ья — индуктивность якоря двигателя.
Расчетная величина индуктивности дросселя должна сохраняться при токе через дроссель, равном двойному номинальному току электропривода. Это обусловлено тем, что пуск большинства электроприводов до основной скорости происхедит при двойном номинальном токе двигателя. При этом должна быть обеспечена удовлетворительная коммутация, в особенности в реверсивных электроприводах с частыми пусками, реверсами и торможениями^