Методика выбора конденсатора звена постоянного тока.

Расчет параметров и выбор сглаживающего конденсатора производится с учетом следующих параметров:

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

I _{ф N} − номинальный фазный сетевой ток (А);

I _{ф max} − максимальный фазный сетевой ток (А);

f _c − частота напряжения сети (Гц);

f _шим − несущая частота ШИМ (Гц);

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

 

Расчет величины ёмкости (C_d) по заданному уровню пульсаций выпрямленного напряжения строится на следующем допущении. Поскольку частота ШИМ много больше частоты первой гармоники сетевых токов и потребляемые из сети токи близки по форме к синусоиде, то на интервале ШИМ полагаем сетевые токи постоянными.

Изменение напряжения на конденсаторе в течение интервала ШИМ определяется как:

Δ U_{d шим}= I_{c .cр}. Т _и/ C _d, (150)

где I_{c .cр} - средний за интервал ШИМ ток конденсатора;

Т _и- период следования импульсов, в режиме симметричной ШИМ Т _и =0,5T_шим.

Среднее значение выходного тока ПК АВН на интервале ШИМ в номинальном режиме(I_пк.ср.) может быть определено следующим образом:

или I _пк.ср.= P_d / U_d. (151)

Максимальное возможное среднее значение тока конденсатора при модифицированной симметричной синусоидальной или векторной ШИМ составляет:

(152)

Из уравнений (151) и (152) определим требуемое значение емкости конденсатора исходя из заданной величины пульсаций:

(153)

Для выбора типа конденсатора звена постоянного тока и расчета показателей надежности требуется определение температурных режимов. Мощность тепловых потерь конденсатора:

P _c= P_R + P_D (154)

включает две составляющие. Мощность потерь на активном сопротивлении проводников конденсатора:

P_R = I ²_c R _c (155)

и мощность диэлектрических потерь:

P_D =π U ²_АС F _АСtgδ, (156)

где I _c − действующее значение тока конденсатора;

R _c − активное сопротивление цепи конденсатора;

U _АС − действующее значение переменной составляющей напряжения конденсатора;

f _АС= f _шим − частота переменной составляющей напряжения конденсатора;

tgδ − тангенс угла диэлектрических потерь конденсаторов.

Действующее значение переменной составляющей выходного тока АВН рассчитывается по следующей формуле:

(157)

Действующее значение переменной составляющей напряжения конденсатора приближенно определим как:

(158)

Внутренняя температура конденсатора вычисляется как:

T _c= T ₀+ P _с, (⁰С) (159)

где T ₀ − температура окружающей среды (⁰С);

R _ст − тепловое сопротивление перехода конденсатор-окружающая среда

(⁰С /Вт).

Приведенная методика учитывает переменную составляющую тока конденсатора создаваемую только АВН, ток нагрузки при этом полагается постоянным.