Последовательный автономный резонансный инвертор с обратными диодами (стр. 4 из 7)

4.9 Повторяем по найденным параметрам расчёты по пп. 3.8…3.12, с использованием соотношений (3.17) – (3.28). Получаем значения:

- активная мощность в нагрузке:Рнх1=27389 Вт; Рнг1=28691 Вт

- среднее значение входного тока: Idх1=62.79 А; Idг1=65.77 А

- средний анодный ток тиристоров: Iатх1=83.69 А;Iатг1=94.12 А

- средний анодный ток диодов: Iадх1=52.296 А; Iадг1=61.23 А

- действующее значение первичного тока: I1х1=275.82 А; I1г1=316 А

- максимальное напряжение на конденсаторе:Ucmх=2327 В; Ucmг=2507 В

Зависимость напряжения на нагрузке от частоты.

1 – для «холодного» режима;

2 – для «горячего» режима;

3 – номинальное напряжение ( п.2.11 )

Рис. 7

Зависимость величины угла запирания тиристоров от частоты.

1 – для «холодного» режима;

2 – для «горячего» режима;

3 – паспортное значение угла d ( п.2.3 )

5. Расчёт режима стабилизации мощности

5.1 Расчёт режима стабилизации мощности на нагрузке изменением частоты проведём, принимая за номинальную заданную в исходных данных мощность Pн=25 кВт. По формулам (4.1) – (4.11) пп. 4.1…4.5 и (3.17) – (3.18) п. 3.8 для каждого из режимов работы преобразователя находим величины:

- длительность протекания анодного тока l

- угол включения тиристоров y

- угол запирания тиристоров d

- коэффициент N

- коэффициент B

- напряжение на нагрузке Uн

- мощность на нагрузке Pн

Результаты расчётов отражены в таблице 4.

Таблица 4

Результаты расчёта режима стабилизации мощности на нагрузке.

Режим	w	9000	9100	9200	9300	9400	9500	9600	9700	9800	9900
«Холодный» w0х=11359 cosyнх=0,1315	lх,рад	2,48	2,52	2,54	2,57	2,599	2,63	2,66	2,68	2,71	2,74
	yх,рад	0,76	0,78	0,79	0,81	0,82	0,83	0,845	0,85	0,859	0,86
	dх,рад	1,41	1,4	1,39	1,38	1,36	1,35	1,33	1,31	1,29	1,27
	Nх	0,27	0,28	0,29	0,3	0,32	0,33	0,35	0,36	0,38	0,4
	Bх	2,7	2,73	2,734	2,742	2,738	2,747	2,752	2,758	2,765	2,772
	Uнх,в	695,7	728	763	801	842	888	937	992	1053	1120
	Pнх,Вт	23242	25457	27969	30832	34109	37882	42246	47323	53265	60263
«Горячий» w0г=11931 cosyнг=0,1204	lг,рад	2,369	2,396	2,42	2,449	2,475	2,5	2,53	2,55	2,58	2,6
	yг,рад	0,699	0,718	0,738	0,76	0,77	0,79	0,81	0,82	0,84	0,85
	dг,рад	1,47	1,46	1,46	1,45	1,44	1,43	1,42	1,41	1,399	1,387
	Nг	0,211	0,217	0,224	0,23	0,238	0,246	0,25	0,26	0,27	0,29
	Bг	2,791	2,793	2,795	2,796	2,798	2,799	2,8	2,804	2,806	2,809
	Uнг,в	552	573	596	621	647	676	707	740	777	816
	Pнг,Вт	15307	16528	17886	19399	21095	22999	25146	27578	30346	33509

5.2 По данным таблицы 4 построены графики зависимостей мощности на нагрузке и угла запирания от частоты: Рн=¦(w) и d=¦(w) (Рис. 9 и Рис. 10). По графикам найдены частоты w_х2=9083 рад/с и w_г2=9582 рад/с, необходимые для обеспечения постоянства мощности на нагрузке.

Зависимость мощности на нагрузке от частоты.

1 – для «холодного» режима;

2 – для «горячего» режима;

3 – номинальная мощность

Рис. 9

Зависимость величины угла запирания тиристоров от частоты.

1 – для «холодного» режима;

2 – для «горячего» режима;

3 – паспортное значение угла d

Рис. 10

5.3 Для найденных по графикам частот w_х2=9083 рад/с и w_г2=9582 рад/с по формулам (4.1) – (4.11) пп. 4.1…4.5 находим следующие величины:

- длительность протекания анодного тока: lх2=2.51 рад; lг2=2.52 рад

- угол включения тиристоров: yх2=0.778 рад;yг2=0.805 рад

- угол запирания тиристоров: dх2=1.407 рад; dг2=1.424 рад

- коэффициент N: Nх2=0.282; Nг2=0.253

- коэффициент B: Bх2=2.73; Bг2=2.77

- напряжение на нагрузке: Uн2х=722 В;Uн2г=705 В

5.4 Проверка правильности определения частот w_х2 и w_г2 выполнена сравнением номинальной мощности Pн с мощностями на нагрузке для каждого из режимов, вычисленных по формулам (3.17) и (3.18):

Рн=25 кВт; Рн2х=25,06 кВт; Рн2г=25,003 кВт

Таким образом, частоты w_х2 и w_г2 найдены верно.

5.5 Повторяем по найденным параметрам расчёты по пп. 3.9…3.12, с использованием соотношений (3.19) – (3.28). Получаем значения:

- среднее значение входного тока: Idх2=57.45 А; Idг2=57.32 А

- средний анодный ток тиристоров: Iатх2=79.63 А; Iатг2=87.22 А

- средний анодный ток диодов: Iадх2=50.901 А; Iадг2=58.56 А

- действующее значение первичного тока: I1х2=263.84 А; I1г2=294.64 А

- максимальное напряжение на конденсаторе:Ucm2х=2257 В; Ucm2г=2390 В

6. Выбор элементов схемы

Результаты проведённых расчётов занесены в таблицу 5, по которой проводился выбор тиристоров, диодов и конденсатора.

Таблица 5

К выбору элементов схемы

Параметр схемы	Режим работы
	Промежуточный	Холодный	Горячий	Холодный Uн=const	Горячий Uн=const	Холодный Рн=const	Горячий Рн=const
Iат, А	73,23	96,19	80,87	83,69	94,12	79,63	87,2
Iад, А	44,57	56	55,9	52,296	61,23	50,9	58,56
U, В	1963	2537,6	2279,7	2327	2508	2257	2390
d, рад	1,37	1,36	1,44	1,396	1,4078	1,4071	1,4236
y,рад	0,88	0,83	0,78	0,79	0,83	0,78	0,805

На основе табл. 5 и нижеследующих соотношений выбираем [4] тиристор ТБ171-100.