Расчет и выбор элементов сглаживающего фильтра

Сглаживающие дроссели устанавливаются в звене постоянного тока низковольтных агрегатов и служат для снижения переменной составляющей тока через конденсаторы фильтра и уменьшения зоны прерывистых токов при работе электропривода. Конденсатор предназначен для замыкания реактивной составляющей тока статора.

Качество фильтра определяется коэффициентом сглаживания, который определяется:

где – коэффициент пульсаций на входе фильтра;

  коэффициент пульсаций на выходе фильтра принимается в пределах 0, 01…0, 1; выберем =0, 01.

Коэффициент пульсаций на входе фильтра определяется по формуле:

где n – число пульсаций выпрямителя; для трехфазной мостовой схемы n =6;

-    угол управления вентилей выпрямителя; =0, так как напряжение регулируется в АИН.

Численное значение коэффициента сглаживания:

Емкость фильтра принимается из расчета 100 мкФ на 1 кВт мощности двигателя. Расчетная мощность фильтра определится:

К установке выбирается конденсатор типа МБГО–1-400 В–390мкФ.

Индуктивность фильтра определяется по формуле:

К установке принимает реактор типа ФРОС–250/0, 5У3 параметры, которого представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 Техническая характеристика реактора ФРОС– 250/0, 5У3

Разработка структурной схемы силовой части.

Силовая часть электропривода состоит из преобразователя частоты и электродвигателя. Структурная схема силовой части представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Структурная схема силовой части электропривода

Динамические свойства преобразователя частоты совместно с блоками измерения и преобразования координат могут быть упрощенно учтены апериодическим звеном с передаточной функцией:

где   эквивалентный передаточный коэффициент преобразователя.

где   номинальное фазное напряжение на выходе преобразователя, В;   максимальное напряжение системы управления, В.

Численное значение коэффициента передачи преобразователя частоты:

- эквивалентная постоянная времени преобразователя, с. Она складывается из времени задержки включения ШИМ и времени, затрачиваемого процессором на преобразование и вычисление сигналов ( =1 мс).

Время задержки ШИМ определится:

Численное значение постоянной времени преобразователя:

Электродвигатель представляется передаточными функциями электромагнитной и механической частей, представленных апериодическим и интегрирующим звеньями, соединенными последовательно.

Электромагнитная часть представляет из себя передаточную функцию от напряжения статора к току статора:

где - суммарное сопротивление двигателя определяется по формуле:

где -   активное сопротивление выходного фильтра на выходе АИН, Ом;

-   активное сопротивление обмотки статора, Ом;

-   приведенное активное сопротивление обмотки ротора, Ом;

- коэффициент электромагнитной связи ротора.

Взаимная индуктивность асинхронного двигателя определится:

Индуктивность рассеяния статора:

Полная индуктивность фазы статора:

Индуктивность рассеяния ротора:

Полная индуктивность фазы ротора:

Индуктивность рассеяния асинхронного двигателя:

или по приближенной формуле

В дальнейших расчетах =0, 0071 Гн.

Коэффициент электромагнитной связи ротора определяется по формуле:

Численное значение суммарного сопротивления двигателя определится:

Электромагнитная постоянная времени асинхронного двигателя определяется по формуле:

Электромагнитный момент двигателя формируется на основании уравнения:

где   число пар полюсов обмотки статора, =2.

Механическая часть асинхронного двигателя представляется интегрирующим звеном с передаточной функцией:

Момент статической нагрузки =26, 7 Н·м соответствует номинальному моменту двигателя, который определятся: