5. Расчет потерь в инверторе пч.

Для расчета потерь мощности в вентилях необходимо знать действующий и средний

токи через вентили. Мы их нашли ранее:

I_B= = 33,3 А, I_B = 55 А.

Определяем потери мощности на одном вентиле.

DP_В1=DU*I_В=+ r_дин.*I²_В=1,1*33,3+3,7*10^-3*55²=47,823 Вт.

Тогда потери мощности на вентилях всех групп равны

ΔР_В = 2m*ΔP_B1 = 2*3*47,823 =286,935 Вт.

Определение предельного тока через полупроводниковую структуру прибора

для установившихся режимов работы.

Предельный ток прибора в установившемся режиме работы при заданных условиях

охлаждения рассчитывается по формуле

, где

[Θ_pn] – максимально допустимая температура полупроводниковой структуры ,

[Θ_с] – заданная температура окружающей среды .

В соответствии с заданием преобразователь работает в климатических условиях У3

по ГОСТ 15543-70. (Климат умеренный. Преобразователь работает в закрытых

помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых

климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, и

воздействия песка и пыли существенно ниже, чем на открытом воздухе. Токр.ср. =

-40 ^оС – +40 ^оС, DT=40^oC/8часов.)

R_T – общее установившееся тепловое сопротивление (при условии

охлаждения). С выбранным охладителем типа О241-80 для данного тиристора

Rт=Rп-к+Rкпо-ос=0,24+0,24=0,48 ^ОС/Вт. Где Rкпо-ос – переходное

тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя – охлаждающая среда.

U₀ – пороговое напряжение предельной ВАХ прибора.

Используя параметры данного тиристора и температурные условия эксплуатации (t

_max = 40 ˚C) , определим предельный ток прибора.

А

Найдем предельный ток прибора в случае усреднения мощности в зависимости от

коэффициента формы тока к_ф = I_B / I_B= . Для

данной схемы коэффициент формы тока равен к_ф=55/33,3 = 1,652

(изменение величины к_ф в зависимости от угла отпирания прибора не

учитываем).

Тогда

Как видно из расчетов токовый режим работы тиристоров в данном

преобразователе примерно на 13% ниже максимально возможного.

6.Расчет потерь в ад при несинусоидальной напряжении.

Источниками высших гармоник являются тиристорные блоки питания электропечей сопротивления, которые генерируют 5, 7, 11, 13 гармоники при изменении угла управления α от 0 до 180 град;

3. Изменение коэффициента несимметрии εU принято от 0 до 2 %, согласно ГОСТ 13109-97 для длительно допустимых режимов электросетей.

Рассмотрим влияние несимметрии и несинусоидальности напряжения на работу электротехнического оборудования.

Асинхронные машины получили широкое применение в различных технологических установках и для некоторых производств их число достигает 80% от общего количества электроприемников цеха [2]. Появление в сети несимметрии напряжений приводит к значительному увеличению потерь активной мощности в обмотках двигателя вследствие низкого сопротивления обратной последовательности и к снижению вращающего момента двигателя. Так, при несимметрии напряжения в 2 % срок службы двигателей уменьшается на 10,8 %, в 4 % – вдвое. Высшие гармоники в двигателях способствуют увеличению потерь активной мощности за счет более высокого сопротивления обмоток токам повышенной частоты.

Для асинхронных двигателей дополнительные потери активной мощности определяют по формуле

где εU – коэффициент несимметрии напряжений,

равный отношению напряжения обратной последовательности к номинальному;

Uν – отношение напряжения ν-й гармоники к номинальному;

Pн – номинальная активная мощность двигателя; kАД – коэффициент дополнительных потерь при несимметричном и несинусоидальном напряжении.

Значения коэффициента kАД зависят от мощности двигателя: до 5 кВт – от 4,0 до 3,0; от 5 до 100 кВт – от 3,0 до 1,0; более 100 кВт – от 1,0 до 0,4 [1].

Расчет дополнительных потерь ∆PАД был выполнен с учетом указанных допущений раздельно от несимметрии и несинусоидальности напряжения (рис.1). При этом для расчета потерь от несимметрии уровни высших гармоник были приняты равными нулю, а при расчете потерь от несинусоидальности коэффициент εU был принят равным нулю. Такой подход дает возможность оценить весомость потерь активной мощности от каждой составляющей.

Рис. 1. Кривые дополнительных потерь активной мощности в АД

при несимметричных (а) и несинусоидальных (б) режимах

Как видно из рисунков, потери активной мощности при несимметричных

режимах возрастают при увеличении коэффициента несимметрии εU , а потери

от несинусоидальности имеют довольно сложную зависимость от угла управ-

ления тиристорами с двумя экстремумами.

при частотном регулировании