Основные расчетные соотношения активных выпрямителей

Грамотный расчет параметров элементов силовой схемы позволяет значительно уменьшить временные и материальные затраты при проектировании полупроводниковых преобразователей, а так же облегчить процесс моделирования.

Расчетные соотношения приведем для трехфазного мостового активного выпрямителя (рисунок 36).

Основные исходные данные, необходимые для расчета активного выпрямителя:

P_dN − мощность АВН номинальная (Вт);

P_dmax − мощность АВН максимальная (Вт);

U _{ф N} − напряжение сети номинальное (В);

U _{ф min} − напряжение сети минимальное (В);

U _{ф max} − напряжение сети максимальное (В);

f _c − частота напряжения сети (Гц);

f _шим − несущая частота ШИМ (Гц);

U_dN − напряжение в звене постоянного тока номинальное (В);

I_{d п} − пиковое значение максимального тока нагрузки (А);

k _г − коэффициент гармоник фазного тока в номинальном режиме (о.е.);

k _п − размах пульсаций выпрямленного напряжения (о.е.);

Значение индуктивности реакторов рассчитывается, исходя из заданного коэффициента гармоник сетевых токов. Вычислим значения фазного тока актирного выпрямителя:

- номинальный фазный ток: I _фN= P_dN /(3 U _{ф N}); (145)

-максимальный фазный ток: I _фmax= P_dmax /(3 U _{ф min}); (146)

-пиковое значение фазного тока: I _фп=(I_{d пик} U_dN)/(3 U _{ф min});. (147)

Для расчета требуемой величины индуктивности сетевых реакторов необходимо получение спектрального состава напряжений, прикладываемых к реакторам. Поскольку гармонический состав данного напряжения зависит от множества параметров (вид ШИМ, глубина модуляции и т.д.), изменяющихся в различных режимах, то проведение аналитического анализ является трудоемким и нецелесообразным. Более эффективным представляется использование метода математического моделирования. В первом приближении требуемое значение индуктивности реактора может быть рассчитано по формуле (148):

, (148)

где, пренебрегая более высокими гармониками, можно принять, что амплитуда ШИМ-гармоники тока равна:

(149)

 

Затем это значение индуктивности следует уточнить по результатам моделирования активного выпрямителя.