Электронный конспект лекций (стр. 14 )

Для обоих автотрансформаторов коэффициент трансформации

,

где – число витков секции обмотки (или ), – число витков секции обмотки и (или и ).

В понижающем автотрансформаторе , а в повышающем трансформаторе .

В секции обмотки понижающего автотрансформатора протекает первичный ток . В секции обмотки к току добавляется встречный ток , который по величине превышает первичный ток. Поэтому результирующий ток этой обмотки

.

Тот же ток в секции обмотки протекает во втором полупериоде.

Между токами и существует зависимость , поэтому результирующий ток

.

Во втором полупериоде в той же секции протекает первичный ток

.

Когда последовательно с приемником энергии включено большое индуктивное сопротивление (), в рабочем полупериоде и действующее значение тока секции обмотки

.

В секциях обмоток и автотрансформатора протекает ток i1, действующее значение которого

.

Действующее значение напряжения вторичной обмотки

.

Напряжение в секциях и пропорционально числу витков, поэтому его действующее значение

.

По приведенным формулам находим расчетную мощность понижающего автотрансформатора:

.

Расчетная мощность повышающего автотрансформатора

.

Замечание. Когда коэффициент трансформации , расчетная мощность автотрансформатора меньше мощности двухобмоточного трансформатора.

4. Дроссели

Если при заданных значениях выпрямленного напряжения требуемое напряжение вторичной обмотки трансформатора близко с напряжением питающей сети , то вместо трансформатора можно установить токоограничивающие реакторы.

Выбор токоограничивающего реактора можно произвести следующим образом. По заданному значению тока нагрузки определяется действующее значение тока, протекающего через токоограничивающий реактор:

.

Далее из каталога (справочника) выбираются вентили с допустимой величиной скорости изменения тока . Индуктивность реактора определится как

,

где – коэффициент запаса.

По расчетным значениям и из каталога выбирается реактор в каждую фазу преобразователя. Входные реакторы не должны насыщаться при токах короткого замыкания.

5. Выбор вентилей (тиристоров)

Высокая надежность работы преобразователя может быть обеспечена лишь при условии учета на стадии проектирования всех специфических особенностей выбираемого прибора при выполнении всех рекомендаций в конкретной схеме [4]. Большая часть приведенных в справочной литературе тиристоров и диодов может обеспечить максимально допустимый ток лишь при наличии охладителей и заданных условий охлаждения. Если используется естественное охлаждение, то допустимый ток через прибор снижается и составляет примерно 35% от максимально допустимого.

При обращении к справочнику или каталогу для выбора диода или тиристора достаточно иметь расчетные величины максимального и среднего значения тока, проходящего через прибор и значения максимального обратного напряжения.

В настоящее время преимущественно используется система так называемых предельных параметров, характеризующих предельные возможности прибора.

Основными параметрами диодов являются:

1. Предельный ток . Это максимально допустимое среднее за период значение прямого тока, длительно протекающего через прибор. Значение определяется в однофазной однополупериодной схеме с активной нагрузкой при частоте 50 Гц, полусинусоидальной форме тока и максимально допустимой температуре структуры. При использовании прибора в других схемах необходимо пересчитывать предельный ток. Необходимость пересчета обусловлена изменением соотношения между средним и действующим значениями тока, протекающего через вентиль в различных схемах, и другими факторами. Обычно для этой цели используются графические зависимости, приводимые в информационных материалах. В информационных материалах приводятся значения предельных токов с учетом влияния охладителя и условий охлаждения.

2. Ток рабочей перегрузки – это ток, характеризующий максимальное значение тока в течение небольшого определенного времени при заданных условиях работы.

3. Ударный ток . Это максимально допустимая амплитуда одиночного импульса тока синусоидальной формы длительностью 10 мс при заданных условиях работы прибора.

4. Повторяющееся напряжение . Это максимально допустимое мгновенное значение напряжения, периодически прикладываемого к диоду в обратном направлении. Напряжение UП характеризуется классом прибора.

5. Неповторяющееся напряжение . Это максимально допустимое мгновенное значение любого неповторяющегося напряжения, прикладываемого к диоду в обратном направлении.

6. Критическая скорость нарастания прямого тока . Это максимально допустимая скорость нарастания прямого тока через прибор.

Кроме предельных параметров, которые должны быть выдержаны при эксплуатации, важными параметрами являются: прямое падение напряжения , обратный ток , и др.

Большинство указанных параметров обычно приводятся в техническом паспорте на прибор, а более подробная информация о параметрах, характеристиках и эксплуатационных свойствах – в технических условиях на прибор.

Например, диод с нелавинной характеристикой с водяным охлаждением, второго конструктивного исполнения, на предельный ток 1000 А, с повторяющимся напряжением 600 В обозначается как ВВ2-1000-6.