Расчет характеристик выпрямительно-инверторного

 преобразователя

При выполнении курсового проекта производят расчет регулировочных и внешних характеристик ВИП.

Регулировочная характеристика ВИП – зависимость выходного напряжения ВИП от угла регулирования тиристоров при постоянном значении выпрямленного или инвертируемого тока.

Внешняя характеристика ВИП – зависимость выходного напряжения ВИП от величины выпрямленного или инвертируемого тока при постоянном значении угла регулирования тиристоров.

Регулировочные и внешние характеристики ВИП определяются следующими выражениями [4]:

для режима выпрямления (тяговый режим работы электровоза)

; (3.1)

для режима инвертирования (режим рекуперативного торможения электровоза)

; (3.2)

где ,  – выходное напряжение ВИП для зоны регулирования n в режиме выпрямления и инвертирования соответственно;

α₀ = (9⁰ ± 1⁰) – фазовая задержка начала коммутации при создании буферного контура для протекания выпрямленного тока;

δ = 20⁰ – угол запаса инвертора;

α_р – угол регулирования тиристоров ВИП;

,  – эквивалентное приведенное сопротивление ВИП для зоны регулирования n в режиме выпрямления и инвертирования соответственно.

Эквивалентное приведенное сопротивление ВИП определяется следующими выражениями:

для первой зоны регулирования

;                                  (3.3)

;                               (3.4)

для второй – четвертой зон регулирования:

          (3.5)

.  (3.6)

Диапазон изменения угла регулирования тиристоров ВИП зависит от длительности интервалов коммутации тиристорных плеч.

Минимальный угол регулирования тиристоров  для режима выпрямления:

для первой зоны регулирования ;

для второй – четвертой зон регулирования ,

где γ₀ – угол коммутации тиристорных плеч буферного контура;

γ₁ – угол коммутации тиристорных плеч нерегулируемого контура.

Максимальный угол регулирования тиристоров для режима выпрямления принимают равным  = 165º.

Длительность интервалов коммутации γ₀, γ₁ определяется индуктивным сопротивлением обмоток трансформатора и зависит от выпрямленного тока. При этом минимальный угол регулирования определяется следующими выражениями:

для первой зоны регулирования

;              (3.7)

для второй – четвертой зон регулирования

. (3.8)

Максимальный угол регулирования тиристоров  для режима инвертирования:

для первой зоны регулирования ;

для второй – четвертой зон регулирования ,

где ,  – угол коммутации инвертирующих и регулирующих тиристорных плеч.

Минимальный угол регулирования тиристоров для режима инвертирования принимают равным  = 15⁰.

Длительность интервалов коммутации ,  определяется индуктивным сопротивлением обмоток трансформатора и зависит от инвертируемого тока.

При этом максимальный угол регулирования определяется:

для первой зоны регулирования:

;              (3.9)

для второй – четвертой зон регулирования

.  (3.10)

3.1.1. Расчет регулировочных характеристик ВИП

Расчет регулировочных характеристик выполняют, используя приведенные выше выражения:

для режима выпрямления при α₀ = const для постоянного значения тока тягового двигателя I_д= I_max;

для режима инвертирования при δ = const для постоянного значения тока тягового двигателя I_д= 0,8I_max.

Расчет регулировочных характеристик сводят в табл. 3.1 и 3.2.

Используя данные табл. 3.1 и 3.2, строят графики регулировочных характеристик ВИП для двигательного (рис. 3.1) и инверторного (рис. 3.2) режимов работы.

Таблица 3.1