1.2. Энергетические показатели качества использования преобразовательного устройства и его элементов
За энергетические показатели качества использования элементов преобразовательного устройства принимают их относительные ( к активной мощности нагрузки ) установленные (типовые) мощности.
Установленная мощность двухобмоточного трансформатора рассчитывается как половина суммы произведений действующих значений напряжения (определяет сечение магнитопровода заданного вида и число витков обмотки) и тока (определяет сечение провода обмотки) для каждой обмотки:
.
Установленная мощность реактора в цепи переменного тока рассчитывается , как и мощность трансформатора , с помощью коэффициента , равного 0,5 , из-за наличия только одной обмотки:
Реактор в цепи постоянного тока характеризуется уже запасенной энергией при заданных частоте и уровне пульсаций тока
Установленная (реактивная) мощность конденсатора в цепи синусоидального напряжения ( по отношению к активной мощности цепи ) рассчитывается как произведение действующих значений напряжения и тока конденсатора , а при наличии высших гармоник в токе их величина ограничивается частотой этих гармоник:
Конденсатор в цепи постоянного напряжения характеризуется запасенной энергией
CU2 при заданных уровне и частоте пульсаций напряжения (уровне высших гармоник напряжения):
Для соотнесения энергетических показателей элементов цепи переменного тока , выраженных в единицах мощности , с энергетическими показателями элементов цепи постоянного тока , выраженными в единицах энергии, можно использовать их условное приведение. Для этого первые показатели необходимо поделить на круговую частоту переменного напряжения ῳ или вторые показатели умножить на эту частоту.
Установленная мощность не полностью управляемых вентилей (тиристоров ) определяется так :
где n – число вентилей.
Установленная мощность полностью управляемых вентилей определяется уже не через среднее значение анодного тока вентиля Iа , а через максимальное :
где Ubmax – максимальное значение обратного напряжения вентиля.
По рассчитанным значениям установленных мощностей элементов и их конструктивному исполнению можно определить удельные весовые , габаритные , стоимостные показатели и удельные показатели потерь активной мощности в элементах преобразователя.
1.3. Основные показатели конструкции преобразователей
1. Удельная масса устройства, кг/кВА:
где M – масса устройства , кг ; S – установленная (полная) мощность кВА.
2.Удельный объем устройства , дм3/кВА:
где V – объем устройства в дм .
3.Удельная стоимость устройства, руб. / кВА:
где С – стоимость устройства, руб.
По этим показателям могут быть вычислены:
- удельный вес устройства, кг/дм3,
- стоимость единицы массы, руб. /кг,
- стоимость единицы объема, руб./дм3,
Дополнительные показатели.
Удельные потери в единице объема, Вт/дм3:
Удельные потери в единице массы, Вт/кг:
Удельные потери на единицу мощности (полной или реактивной , Вт/кВА или Вт/кВАр):
Для реактивных элементов в цепях переменного тока
или
Для реактивных элементов в цепях постоянного тока
Удельные показатели связаны между собой следующими очевидными соотношениями:
,
Наличие которых свидетельствует о том, что из шести основных перечисленных показателей только три являются независимыми , а три других могут быть вычислены по приведенным уравнениям связи.
Оценку массогабаритных и стоимостных показателей устройства можно сделать еще на стадии расчёта электромагнитных параметров элементов схемы преобразователя , зная значения удельных конструктивных показателей элементов. Другой путь получения этих показателей – расчёт их по конструктивным данным готовых преобразовательных агрегатов , приведенным в справочниках .
Лекция 2.