Система электропитания с улучшенными энергетическими показателями

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт - Энергетический

Направление - Электротехника, электромеханика и электротехнологии

Кафедра - Электропривода и электрооборудования

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С УЛУЧШЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ

Выпускная квалификационная работа

(на соискание степени бакалавра)

Студент гр. 7А94 _______________ К.О. Василовская

(номер группы) (подпись) И.О. Фамилия

Руководитель: _______________ В.П. Петрович

канд. техн. наук (подпись) И.О. Фамилия

Допустить к защите:

Заведующий кафедрой ЭПЭО, ________________ Ю.Н. Дементьев

канд. техн. наук (подпись)

Томск - 2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра Электропривода и электрооборудования

утверждаю:

Заведующий кафедрой Ю.Н. Дементьев

« ___ » г.

ЗАДАНИЕ

на выполнение выпускной квалификационной работы

Студенту: группы 7А94 Василовской Кристине Олеговне

1. Тема выпускной квалификационной работы: Система электропитания с повышенными энергетическими показателями.

Утверждена приказом ректора (распоряжением декана) № от«__»_____2013 г.

2. Срок сдачи студентом готовой работы на кафедру 3 июня 2013г.

3. Исходные данные к работе: Двигатель 2ПФ132LУХЛ4(4СПШ), первичный источник питания - сеть переменного тока 380/220 В, 50 Гц, управление раздельное.

4. Содержание текстового документа (перечень подлежащих разработке вопросов):

4.1Выбор и обоснование силовой части;

4.2 Расчет параметров и выбор элементов тиристорного преобразователя;

4.3.Гармонический анализ;

4.4Экспериментальная проверка теоретических данных;

4.5Технико - экономическая оценка ущерба от высших гармоник.

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

5.1Раздаточный материал для государственной аттестационной комиссии;

5.2Презентации для доклада и защиты ВКР.

6.Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалификационной работы: «10» февраля 2013 г.

Руководитель В.П. Петрович

______________ «___» ______ 2013 г.

Задание принял к исполнению

К.О. Василовская

______________ «___» ______ 2013 г.

Реферат

Выпускная квалификационная работа объемом 56 страниц, 21 рисунок, 6 таблиц, 19 использованных источников, 4 приложения.

Ключевые слова: реверсивный тиристорный электропривод, коэффициент мощности, высшие гармоники, энергосбережение, технико - экономическая оценка ущерба.

Актуальность данной работы заключается в необходимости улучшения коэффициента мощности для уменьшения потерь электроэнергии.

Цель работы - рассчитать и исследовать систему электропитания с улучшенными энергетическими показателями на примере реверсивного тиристорного электропривода.

Структура работы: В работе произведен расчет элементов трехфазного мостового выпрямителя; на лабораторной установке с использованием специальных программ был проделан опыт по определению гармонического состава потребляемого из питающей сети тока трехфазного мостового управляемого выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку. Также в работе произведен расчет коэффициента мощности для различных углов управления и описаны меры для его улучшения. В заключительной части выпускной квалификационной работы представлена технико - экономическая оценка ущерба от высших гармоник.

Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2010, также использовались программы МаthCad 14, Microsoft Excel 2010, Компас 3D v13, «ВП Преобразовательная техника» учебного лабораторного комплекса «Силовая электроника». Работа представлена на CD - диске (в конверте на обороте обложки).

Содержание

Введение

1.Выбор и обоснование силовой части

1.1 Параметры электродвигателя

Расчет параметров и выбор элементов тиристорного преобразователя

2.1 Выбор и расчет трансформатора

2.2 Выбор силовых тиристоров

2.3 Расчёт сглаживающего дросселя

Высшие гармоники симметричного трехфазного мостового тиристорного преобразователя

3.1 Высшие гармоники на входе и выходе симметричного трехфазного мостового тиристорного преобразователя

3.2 Высшие гармоники на входе симметричного трехфазного тиристорного преобразователя в симметричных режимах

3.3 Энергетические характеристики симметричного трехфазного мостового тиристорного преобразователя

Экспериментальная часть

Определение коэффициента мощности

5.1Определение коэффициента мощности для различных углов

управления

5.2 Улучшение коэффициента мощности

5.3 Экспериментальная проверка результатов улучшения коэффициента мощности

5.4 Расчет LC - фильтра

5.5 Расчет дросселя LC - фильтра

Технико - экономическая оценка ущерба от высших гармоник

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Введение

В цепях с синусоидальными формами тока и напряжения определение активной и реактивной мощностей имеет очевидный физический смысл. Активная мощность Р характеризует долю мгновенной мощности (s=ui), которая может быть преобразована в другие виды энергии (тепловую, механическую, химическую, электромагнитную и другие виды). Реактивная мощность Q характеризует обменную энергию между источником и нагрузкой, которая загружает цепь (создает помехи в ней), но не может быть использована полезно. Векторное суммирование активной и реактивной составляющих тока (напряжения) в цепи приводит к геометрическому сложению активной Р и реактивной Q мощностей в результирующей мощности, называемой кажущейся (полной):

.

Полная мощность является расчетной величиной, характеризующей ресурсные затраты на конструктивную реализацию данного устройства. Иными словами, полная мощность характеризует суммарные затраты (в каком-то масштабе) ресурсов (меди, стали, изоляции и так далее) на реализацию этого устройства.

Определение полной мощности существенно усложняется, когда энергопроцессы в цепи становятся несинусоидальными. Несинусоидальность возникает вследствие наличия нелинейных элементов в составе нагрузки. Таких как, например, полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы, тиристоры и другие), конденсаторы, дроссели и так далее. Это приводит к появлению высших гармоник в кривых тока и напряжения.

Известно, что полезную работу в нагрузке может совершать только мощность, переносимая первой гармоникой. Все высшие гармоники переносят мощность, которая, так же как и реактивная мощность Q, характеризует обменную энергию между источником и нагрузкой. Эта энергия не может совершать полезную работу в нагрузке, но имеет совершенно отличную от реактивной мощности Q физическую природу.

Аналогичное влияние на питающую сеть оказывает и несимметрия напряжений в трехфазных сетях при неравномерной загрузке фаз. Всё это приводит к значительному усложнению определения полной мощности и оценки влияния электротехнической установки на питающую сеть.

В настоящее время оценка негативного влияния всех перечисленных факторов на питающую сеть производится при помощи полного коэффициента мощности, представляющего собой отношение активной мощности Pа, потребляемой из питающей сети, и полной мощности S:

,

где полная мощность учитывает не только активную Р и реактивную Q мощности, но и уже указанные мощность искажения Т, переносимую высшими гармониками, и мощность несимметрии N, обусловленную протеканием токов обратной и нулевой последовательности:

.

В тех случаях, когда несимметрия в трехфазной сети незначительна, мощностью несимметрии можно пренебречь, а в однофазных цепях она отсутствует принципиально.

В настоящее время проблема снижения вредного влияния электротехнических установок на питающую сеть является важной задачей в мировой электротехнике, так как представляет собой важнейшую экономическую задачу.

В представленной работе делается попытка частичного решения подобной задачи на примере стандартного реверсивного тиристорного электропривода, который широко применяется в различных областях техники.

Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка и исследование системы электропитания с повышенными энергетическими показателями. Также необходимо произвести технико - экономическую оценку ущерба от высших гармоник.

1 Выбор и обоснование силовой части

Силовая часть преобразовательного устройства представляет собой реверсивный тиристорный выпрямитель, выполненный по трехфазной мостовые схеме. Также содержит силовой (согласующий) трансформатор, системы управления и защиты электропривода Выпрямители соединены встречно - параллельно, силовые комплекты имеют раздельное управление (рисунок 1).

При раздельном управлении наиболее перспективной является встречно-параллельная схема с глухим соединением тиристорных групп. Такая конструкция значительно сокращает габариты реверсивного преобразователя. При открывании группы на группу в таких преобразователях гарантируется целостность тиристоров, но может допускаться сгорание предохранителей. Для уменьшения аварийных токов при открывании группы на группу между ними устанавливают токоограничивающие реакторы, которые одновременно являются сглаживающими реакторами.

Рисунок 1 - Трехфазная мостовая встречно-параллельная схема и диаграмма, поясняющая работу схемы

Параметры электродвигателя

Выбираем электродвигатель по данным значениям Pдв и Мдв: электродвигатель 2ПФ132LУХЛ4(4СПШ) [16].

Паспортные данные электродвигателя сведены в таблицу № 1.

Таблица 1- Паспортные данные электродвигателя

Наименование паспортных данных электродвигателя	Значение паспортных данных электродвигателя
1. Номинальная мощность	Pн = 2,8 кВт
2. Номинальное напряжение	Uн = 110В
3. Номинальная частота вращения	nн = 750 об/мин
4. Максимальная частота вращения	nмакс = 3750 об/мин
5. Номинальный КПД	зн =66,5%
6. Сопротивление обмотки якоря	Rоя = 0,269 Ом
7. Сопротивление добавочных полюсов	Rдп = 0,22 Ом
8. Индуктивность цепи якоря двигателя	Lя = 5,7 мГн

Номинальный ток двигателя:

, А. (1.1)

Номинальная угловая скорость двигателя:

, рад/с. (1.2)

Сопротивление двигателя горячее:

, (1.3)

где , - температура перегрева обмоток двигателя, принимаем , .

, (1.4)

, Ом. (1.5)

Коэффициент ЭДС и электромагнитного момента при номинальном потоке возбуждения:

, Вс/рад. (1.6)

Номинальный момент:

, Нм. (1.7)

В соответствии с [10, стр.343] для данного двигателя максимальная перегрузочная способность по току равна 4. Принимаем величину перегрузки равной двум, тогда:

, А. (1.8)

2 Расчет параметров и выбор элементов тиристорного преобразователя

2.1 Выбор и расчет трансформатора

Электропривод рассчитан на питание цепей управления от трехфазной промышленной сети, а силовая часть - через дополнительные согласующие трансформаторы. В общем случае выбор согласующего силового трансформатора для тиристорного преобразователя производится по расчетным значениям тока и напряжения вентильной (вторичной) обмотки и типовой мощности трансформатора. Расчет ведется для соединения вентильной обмотки - звезда - звезда.

Расчётное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора:

В, (2.1)

где - расчётный коэффициент, характеризующий соотношение в идеальном выпрямителе [12, таблица 5.1];

- коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения питающей сети [12, таблица 5.1];

- коэффициент, учитывающий неполное открытие тиристоров преобразователя;

- коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения в тиристорах, обмотках трансформатора, а также за счет коммутации;

- максимальный ток двигателя;

- номинальный ток двигателя;

- максимальное напряжение на двигателе.

В свою очередь:

, (2.2)

где - минимальный угол управления, при раздельном управлении . Для дальнейших расчётов принимаем .

, В, (2.3)

, В. (2.4)

Расчётное действующее значение фазного тока вторичной обмотки [11]:

А, (2.5)

где - коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от

прямоугольной ();

- коэффициент схемы выпрямления по току вторичной обмотки [12, таблица 5.1];

- действующее значение выпрямленного тока.

Расчётная типовая мощность трансформатора:

, ВА, (2.6)

где - коэффициент схемы выпрямления по мощности [12, таблица 5.1].

, ВА. (2.7)

Максимальная мощность, отдаваемая трансформатором в режиме рабочей перегрузки двигателя [12]:

, ВА, (2.8)

, ВА, (2.9)

, ВА. (2.10)

Исходные данные:

Напряжение первичной обмотки , В;

Частота, Гц;

Напряжение вторичной обмотки , В;

Ток вторичной обмотки , A.

Расчет проводим по методике, изложенной в учебном пособии [2].

Мощность вторичной обмотки [2]:

, ВА. (2.11)

Выбираем стержневую ленточную конструкцию магнитопровода [2]:

. (2.12)

Выбираем ленточный магнитопровод из стали Э310, толщина мм.

Исходя из таблиц № 5-1ч5-4[2,стр. 173-178]:

, Тл;

, A/мм2;

см4. (2.13)

Линейные размеры магнитопровода:

Принимаем магнитопровод ПЛ32*64-160[2, стр. 379, таблица П2-5].

Размеры: , мм, , мм, , мм, , мм, , мм, , мм, , см4, , мм, , мм, , см3, , кг, , ВА.

Рисунок 2 - Габаритные размеры магнитопровода

Потери в стали [2, стр. 179]:

, (2.14)

где -удельные потери на 1 кг стали;

По рисунку (5-1) определяем [2, стр. 179]:

, Вт/кг.

Тогда потери в стали:

, Вт. (2.18)

Находим абсолютное и относительное значения активной составляющей тока холостого хода [2].

Активная составляющая тока холостого хода:

, А, (2.19)

, %. (2.20)

Номинальный ток первичной обмотки:

, А, (2.21)

где [2,стр. 181,таблица 5-5].

Пользуясь кривыми рисунка 5-3 [2,стр.180], находим полную намагничивающую мощность:

, (2.22)

, Вт, (2.23)

где Вт/см3 - полная удельная намагничивающая мощность.

Абсолютное и относительное значения реактивной составляющей тока холостого хода [2]:

, А, (2.24)

, %. (2.25)

Относительное значение тока холостого хода [2]:

, %. (2.26)

По данным таблицы 5-6 [2, стр.185] находим относительные величины падения напряжения в обмотках трансформатора:

, %,

, %.

Число витков обмоток трансформатора [2]:

, витка, (2.27)

, витка. (2.28)

Коэффициент трансформации трансформатора [2]:

(2.29)

Сечения и диаметры проводов обмоток [2]:

, мм, (2.30)

, мм2, (2.31)

, мм, (2.32)

, мм2. (2.33)

Выбираем значения стандартных сечений и диаметров проводов [2,стр. 362, таблица П1-1]:

ПСД - , мм2,, мм, , мм,

ПСД - , мм2 , , мм, , мм.

В качестве изоляции выбираем кабельную бумагу К-12, , мм.

Величина испытательного напряжения [2, стр. 98]:

, В, (2.34)

, В,

, В, (2.35)

, В.

Допустимая осевая длина каждой обмотки [2]:

, мм, (2.36)

где , мм - длина концевой изоляции обмотки.

По кривым рисунков 2-27, 2-29 [2] выбираем коэффициенты укладки в осевом и радиальном направлении:

,

где - коэффициент укладки в осевом направлении, - коэффициент укладки в радиальном направлении.

Определяем число витков в одном слое и число слоев каждой обмотки [2]:

, виток, (2.37)

, витка, (2.38)

, слоя, (2.39)

, слоя. (2.40)

Радиальные размеры каждой обмотки [2]:

, (2.41)

, мм, (2.42)

, мм, (2.43)

где -коэффициент неплотности междуслоевой изоляции провода и толщины изоляции, - толщина междуслоевой изоляции.

Радиальный размер катушки [2]:

, мм, (2.44)

, мм, (2.45)

где -расстояние от первого слоя первичной обмотки до сердечника, - коэффициент неплотности междуобмоточной изоляции, , -толщина междуобмоточной изоляции, - толщина наружной изоляции, -коэффициент выпучивания в радиальном направлении.

Зазор между катушкой и сердечником [2]:

, мм. (2.46)

Средняя длина витка [2]:

, мм, (2.47)

, (2.48)

, (2.49)

, мм, (2.50)

, мм, (2.51)

, мм. (2.52)

, м, (2.53)

, (2.54)

, (2.55)

, мм, (2.56)

м, (2.57)

, мм, (2.58)

где y1 и y2 - конструктивные размеры катушки трансформатора.

Масса меди для каждой обмотки [2]:

, кг, (2.59)

, кг. (2.60)

Допустимая температура провода , тогда коэффициент .

Потери в каждой обмотке [2]:

, Вт, (2.61)

, Вт, (2.62)

, Вт. (2.63)

КПД трансформатора [2]:

, %. (2.64)

Полное активное сопротивление 1 фазы трансформатора [2]:

, Ом, (2.65)

, Ом, (2.66)

, Ом. (2.67)

Среднее геометрическое расстояние прямоугольных сечений обмоток [2]:

, мм, (2.68)

, мм, (2.69)

, мм, (2.70)

, мм. (2.71)

Коэффициент, учитывающий влияния стального стержня сердечника на индуктивность рассеяния [2]:

, (2.72)

. (2.73)

Средняя длина витка катушки [2]:

, м. (2.74)

Индуктивное сопротивление рассеяния трансформатора [2]:

, Ом. (2.75)

2.2 Выбор силовых тиристоров

Выбор силовых тиристоров осуществляется по току и напряжению. Нагрузочная способность тиристоров определяется максимально допустимой температурой полупроводниковой структуры, которая не должна быть превышена в любых режимах работы: длительная работа с номинальным током двигателя; рабочая перегрузка в течении заданного времени; аварийные режимы в течении времени срабатывания защиты. Нагрев тиристора зависит от величины и формы тока, а также от условий охлаждения. Всё это должно быть учтено при правильном выборе вентилей по току. Для повышения надёжности работы преобразователя рекомендуется устанавливать вентили на типовых охладителях и применять естественное воздушное охлаждение, так как при этом будет определённый запас по мощности тиристоров.

Среднее значение тока через тиристор при номинальном токе двигателя:

, А, (2.76)

Максимальная величина обратного напряжения, прикладываемого к вентилю [12]:

, В, (2.77)

где - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможные повышения напряжения питающей сети и всевозможные импульсные напряжения, вызванные коммутацией [12]. Принимаем , - коэффициент схемы по обратному напряжению [12]. Тогда:

, В. (2.78)

По найденным значениям Iв и Uв.макс из каталога [14] выбираем тиристор T50. Его параметры приведены в таблице 2.

Таблица 2 -Технические данные тиристора T50

Iпк, А	Uпр, В	Uобр, В
50	1,2	400

2.3 Расчёт сглаживающего дросселя

При питании от ТП по двигателю помимо постоянной составляющей тока протекают переменные составляющие, величина которых зависит от угла управления и параметров нагрузки. Это приводит к повышению нагрева двигателя, ухудшению условий коммутации и снижению жёсткости механических характеристик в связи с расширением зоны прерывистых токов.

Включение сглаживающего дросселя в якорную цепь позволяет ограничить величину переменных составляющих и, тем самым, улучшить использование двигателя, его коммутацию и его электромеханические характеристики, однако одновременно вызывает увеличение габаритов и веса электропривода, его стоимость и ухудшение динамических свойств.

В регулируемом электроприводе индуктивность сглаживающего дросселя выбирается из условия уменьшения зоны прерывистых токов при раздельном управлении преобразователем до уровня минимального значения тока нагрузки (или тока холостого хода двигателя) и ограничения пульсаций тока двигателя до допустимых значений.

Определим величину индуктивности сглаживающего дросселя из условий ограничения зоны прерывистых токов. При определении необходимой величины индуктивности сглаживающего дросселя необходимо учитывать, что наибольшая ширина зоны прерывистых токов при раздельном управлении имеет место при угле управления , тогда минимальное значение индуктивности цепи выпрямленного тока (тока нагрузки) для получения гранично-непрерывного режима определяется выражением:

, (2.79)

где , (2.80)

А - значение начально-непрерывного тока при угле управления [12, стр. 121].

Тогда :

, Гн . (2.81)

Определим необходимую величину индуктивности сглаживающего дросселя из условия ограничения пульсаций выпрямленного тока:

, (2.82)

где - действующее значение первой гармоники пульсирующего напряжения при угле управления .

, В, (2.83)

где - допустимое действующее значение первой гармоники выпрямленного тока в процентах, [12, стр.121]. Принимаем .

Тогда:

, Гн. (2.84)

Определяем индуктивность добавочного дросселя:

, (2.85)

где Гн - принимается равной большей из и .

Так как величина индуктивности цепи выпрямленного тока меньше суммы индуктивностей трансформатора и двигателя, то сглаживающий дроссель не нужен.

3 Высшие гармоники симметричного трехфазного мостового тиристорного преобразователя

3.1 Высшие гармоники на входе и выходе симметричного трехфазного мостового тиристорного преобразователя

Влияние тиристорного преобразователя на электроэнергосистему проявляется в искажении тока и напряжения синхронных генераторов, в увеличении добавочных потерь в генераторах, асинхронных двигателях, трансформаторах, в сбоях в работе устройств автоматики и вычислительной техники, загрузке питающей сети дополнительной реактивной мощностью и мощностью искажения и, следовательно, в снижении коэффициента мощности системы.

Влияние сети на тиристорный преобразователь заключается в увеличении гармоник выпрямленного напряжения, снижения жесткости внешней характеристики преобразователя, сбоях в работе систем управления тиристорного преобразователя.

3.2 Высшие гармоники на входе симметричного трехфазного тиристорного преобразователя в симметричных режимах

Для упрощения расчета гармоник тока и напряжения в питающей сети воспользуемся комплексной формой ряда Фурье.

В соответствии с рисунком 3 в кривой фазного тока на минимальном интервале повторяемости от (р/6+б) до (5р/6+б) можно выделить два коммутационных этапа от (р/6+б) до (р/6+б+г) и от (5р/6+б) до (5р/6+б+г), когда в преобразователе тиристоры работают группами по три, а также один этап проводимости на интервале от (р/6+б+г) до (5р/6+б), когда в преобразователе тиристоры работают группами по два.

Тогда комплекс действующего значения н - ой гармоники фазного тока генератора для случая, когда тиристорный преобразователь подключен к сети при помощи трансформатора по схеме звезда - звезда - 12, можно найти следующим образом [3]:

, (3.1)

где - выпрямленный ток, приведенный к первичной обмотке трансформатора, - коэффициент по напряжению, - индуктивное сопротивление трансформатора.

Рисунок 3 - Кривые фазного напряжения, коммутационных импульсов и тока фазы генератора, питающего выпрямитель

Из (3.1) после преобразований получаем [3]:

, (3.2)

где знак «+» относится к первой (основной) и высшим гармоникам тока генератора порядков н=6k+1, а знак «-» - к высшим гармоникам порядков н=6k-1, здесь k=1,2,3…; и - комплексные функции, зависящие от порядкового номера гармоники н, угла управления б и угла коммутации г.

Комплексные функции и имеют вид [3]:

, (3.3)

, (3.4)

где , .

Искажение формы кривой питающего напряжения обусловлено падениями напряжений в индуктивных сопротивлениях преобразовательного трансформатора на этапах коммутации вентилей тиристорного преобразователя. Если воспользоваться принципом суперпозиции, то в соответствии с рисунком 4 напряжение генератора может быть представлено в виде суммы эквивалентной ЭДС и коммутационных падений напряжения . Это позволяет определить гармонический состав напряжения путем разложения в комплексный ряд Фурье лишь коммутационных импульсов.

Число коммутационных искажений (импульсов) за один период в фазном и линейном напряжениях сети определяется фазностью тиристорного преобразователя и способом (группой) соединения обмоток преобразовательного трансформатора, а степень искажения - параметрами сети и преобразователя. Если ток нагрузки постоянный, то площади коммутационных импульсов оказываются инвариантны к любым значениям углов управления.

Рисунок 4 - Коммутационные искажения в кривых фазного и линейного напряжений при разных углах управления

Так из рисунка 4 и уравнения коммутации () следует, что с ростом б уменьшается угол коммутации г, но это приводит к увеличению амплитуды коммутационных падений напряжения , а уменьшение б вызывает увеличение г, что приводит к снижению амплитуды коммутационных падений напряжения . Неизменность площади коммутационных падений напряжений при постоянном токе нагрузки объясняется постоянством величины энергии, запасаемой на этапах проводимости фазы в ее индуктивности:

. (3.5)

3.3 Энергетические характеристики симметричного трехфазного мостового тиристорного преобразователя

Полную мощность, потребляемую одной фазой тиристорного преобразователя из питающей сети, можно найти из выражения [3]:

, (3.6)

где Uф и Iф - действующее значение несинусоидальных напряжений и тока в фазе системы:

, (3.7)

. (3.8)

Подставляя (3.7) и (3.8) в (3.6), получим:

, (3.9)

где второй и третий члены подкоренного выражения обращаются в нуль как произведения гармоник, имеющих разные частоты. Тогда получим [3]:

, (3.10)

где - модуль полной мощности, обусловленный первыми гармониками тока и напряжения; ,, T - мощность искажения, обусловленная высшими гармониками тока и напряжения.

Для определения связи между активной мощностью, потребляемой тиристорным преобразователем, и полной (или установленной) мощностью вводят понятие коэффициента мощности преобразователя [3]:

, (3.11)

где - активная мощность, потребляемая нагрузкой тиристорного преобразователя, , S - модуль полной мощности в точках подключения тиристорного преобразователя.

, (3.12)

где и - коэффициенты искажения формы кривой тока и напряжения, а угол сдвига по фазе между первыми гармониками тока и напряжения [3]:

. (3.13)

Активную мощность, потребляемую преобразователем, можно найти следующим образом [3]:

, (3.14)

где .

Полную мощность в точках подключения тиристорного преобразователя в предположении линейной коммутации можно найти как [3]:

, (3.15)

где - функция углов управления и коммутации.

Тогда коэффициент мощности в точках подключения тиристорного преобразователя можно найти из выражения [3]:

. (3.16)

4 Экспериментальная часть

Необходимо определить гармонический состав выпрямленного напряжения и потребляемого из питающей сети тока трехфазного мостового управляемого выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку.

Принципиальная электрическая схема соединений представлена в приложении А, внешний вид стенда представлен в приложении Б, перечень аппаратуры - в приложении В, описание и технические характеристики функциональных блоков - в приложении Г.

По методике, изложенной в пособии [6], проведем эксперимент по определению амплитудного спектра гармоник потребляемого из сети тока.

В ходе эксперимента был определен амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для различных углов управления б. Результаты представлены на рисунках 5 - 10.

Рисунок 5 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=10°

Рисунок 6 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=20°

Рисунок 7 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=30°

Рисунок 8 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=40°

Рисунок 9 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=50°

Рисунок 10 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=60°

Также в ходе эксперимента были получены значения относительного уровня гармоник в процентном соотношении к нормирующему напряжению (току). Все полученные результаты сведены в таблицу №3.

Таблица № 3 - Относительный уровень гармоник (в % к нормирующему току/напряжению)

№ гармоники	Uдейст , В	44,8	45,8	44,47	41,5	37,1	30,8
	б, °	10	20	30	40	50	60
1	87,86%	87,78%	91,23%	91,41%	91,01%	86,42%
2	3,79%	2,23%	2,84%	3,82%	4,01%	4,42%
3	36,94%	32,19%	25,10%	15,06%	3,83%	11,81%
4	0,81%	1,52%	0,65%	1,69%	1,40%	1,47%
5	12,16%	9,33%	12,04%	17,98%	22,13%	21,86%
6	0,89%	1,91%	1,00%	0,66%	0,68%	0,72%
7	5,92%	8,49%	10,96%	7,40%	4,22%	11,82%
8	0,57%	0,45%	0,79%	0,87%	0,62%	1,39%
9	6,07%	7,10%	7,06%	5,63%	7,83%	0,61%
10	0,74%	0,20%	0,79%	0,88%	0,89%	0,80%
11	5,23%	2,21%	4,89%	7,64%	5,69%	6,05%
12	1,86%	1,95%	0,43%	1,58%	2,30%	2,67%
13	3,68%	5,59%	7,97%	1,15%	5,30%	8,20%
14	2,18%	2,59%	1,68%	3,26%	3,69%	4,05%
15	1,47%	4,16%	4,71%	5,84%	3,69%	2,72%
16	0,97%	0,92%	0,97%	0,91%	2,46%	2,05%
17	0,88%	1,72%	3,16%	2,03%	2,82%	4,90%
18	0,62%	0,09%	0,78%	0,39%	0,95%	0,56%
19	0,63%	0,79%	2,29%	3,12%	2,40%	3,82%
20	0,08%	0,42%	0,93%	0,55%	0,96%	0,56%
21	0,79%	1,08%	2,47%	1,97%	2,14%	0,24%
22	0,32%	0,68%	0,35%	0,34%	0,52%	0,42%
23	0,74%	0,99%	2,37%	2,02%	2,01%	3,30%
24	0,37%	0,32%	0,30%	0,45%	0,83%	0,29%

5 Определение коэффициента мощности

5.1 Определение коэффициента мощности для различных углов управления

Рассчитаем коэффициент мощности для различных углов управления .

Рассмотрим пример расчета для угла управления .

Значение выпрямленного тока [7]:

, А, (5.1)

или ,А, (5.2)

откуда выразим :

, А. (5.3)

Значение угла коммутации [7]:

(5.4)

.

Значение угла сдвига по фазе между напряжением питающей сети и первой гармоникой потребляемого тока [7]:

. (5.5)

Значение амплитуды первой гармоники потребляемого из сети тока [7]:

,А. (5.6)

Тогда действующее значение первой гармоники потребляемого из сети тока [7]:

, А. (5.7)

В соответствии с экспериментальными данными, приведенными в таблице №3, найдем действующие значения 1-7 гармоник потребляемого из сети тока: А, А, А, А, А, А, А.

Действующее значение потребляемого из сети тока [7]:

А, (5.8)

где - действующее значение гармоники потребляемого тока с порядковым номером k.

Коэффициент мощности:

. (5.9)

Аналогичный расчет производим для других углов управления . Были получены следующие значения коэффициентов мощности :

1) При ,

2) При ,

3) При ,

4) При ,

5) При .

По результатам расчета видно, что коэффициент мощности становится недопустимо низким, начиная с угла управления б=40°. Рассмотрим возможности для его увеличения.

5.2 Улучшение коэффициента мощности

По результатам, полученным в ходе эксперимента можно сделать вывод о влиянии высших гармоник на работу тиристорного преобразователя. Очевидно, что наиболее сильное влияние на работу преобразователя оказывают нечетные гармоники: 3, 5 и 7.

Третью гармонику можно существенно снизить схемным путем. Как известно из теории преобразовательных трансформаторов, если первичные обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой, то в них из вторичных обмоток не могут трансформироваться гармоники токов с порядковыми номерами, кратными трем. Поэтому намагничивающие силы, соответствующие этим гармоникам во вторичных обмотках, не компенсируются и создают поток утроенной частоты, который замыкается через воздушный промежуток и кожух трансформатора. Этот поток вызывает искажение формы кривой фазных напряжений вторичных обмоток и увеличение потерь на гистерезис и вихревые токи. Если же первичные обмотки соединены треугольником, то все гармоники в кривой вторичных токов трансформируются из вторичных обмоток в первичные. При этом гармоники с порядковым номером, кратным трем, замыкаются внутри треугольника первичных обмоток и не проникают в питающую сеть. Таким образом, когда первичные обмотки соединены треугольником, схема магнитно уравновешена. Поэтому первичные обмотки преобразовательных трансформаторов целесообразнее соединять в треугольник [8]. Схема трехфазного мостового выпрямителя с первичной обмоткой, соединенной треугольником, представлена на рисунке 11.

Так как при соединении первичной обмотки трансформатора в треугольник фазное напряжение Uф увеличивается по сравнению с расчетным значением в раз (В), то силовой трансформатор требует пересчета. Новый расчет трансформатора был проведен по той же методике [2], в результате чего новые числа витков первичной и вторичной обмоток получились:

, витков, (5.10)

, витка. (5.11)

Рисунок 11 - Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель

Проведем пересчет коэффициента мощности

Для угла управления действующее значение потребляемого из сети тока [7]:

,А, (5.12)

Коэффициент мощности:

. (5.13)

Аналогичный расчет производим для других углов управления . Были получены следующие значения коэффициентов мощности :

1) При ,

2) При ,

3) При ,

4) При ,

5) При .

Пятую гармонику можно значительно снизить с помощью параллельного LC - фильтра, настроенного на частоту 5 гармоники, в каждой фазе вторичной обмотки трансформатора. Как известно, в параллельном резонансном контуре при выполнении условий резонанса возникает резонанс токов, когда токи в индуктивности и емкости фильтра равны по величине и противоположны по фазе. В результате чего результирующий ток гармоники, в резонанс с которой настроен фильтр, равен нулю. Такая схема получила название «фильтр - пробка». Схема трехфазного мостового управляемого выпрямителя с LC - фильтром представлена на рисунке 12.

Проведем пересчет коэффициента мощности.

Для угла управления действующее значение потребляемого из сети тока [7]:

, А, (5.14)

Коэффициент мощности:

. (5.15)

Аналогичный расчет производим для других углов управления . Были получены следующие значения коэффициентов мощности :

1) При ,

2) При ,

3) При ,

4) При ,

5) При .

Рисунок 12 - Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель с LC - фильтром

Все полученные при пересчете коэффициента мощности результаты представлены в таблице №4.

Как уже упоминалось выше, 7 гармоника также оказывает значительное влияние на работу тиристорного преобразователя. Однако ее устранение будет экономически не выгодно, так как для этого потребуется установка еще одного фильтра. На установку фильтра уйдет больше средств, чем удалось бы сэкономить при устранении 7 гармоники.

Таблица №4 - Значения коэффициентов мощности без учета высших гармоник

	С полным гармоническим составом	Без учета 3 и 5 гармоник
10	0,89	0,969
20	0,855	0,93
30	0,805	0,852
40	0,721	0,755
50	0,623	0,635
60	0,411	0,491

По данным таблицы №4 строим зависимость ч=f(б), представленную на рисунке 13.

Рисунок 13 - Зависимость ч=f(б)

По данному графику видно, что коэффициент мощности значительно улучшился, особенно для углов управления б=10°ч30°. Полученные результаты полностью соответствуют теории.

5.3 Экспериментальная проверка результатов улучшения коэффициента мощности

Необходимо определить относительный уровень третьей гармоники потребляемого из питающей сети тока трехфазного мостового управляемого выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку.

Для этого в принципиальной электрической схеме соединений, представленной в приложении А, первичную обмотку трансформатора соединим в треугольник.

В ходе эксперимента был определен амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для различных углов управления б. Результаты представлены на рисунках 14 - 19.

Рисунок 14 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=10°

Рисунок 15 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=20°

Рисунок 16 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=30°

Рисунок 17 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=40°

Рисунок 18 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=50°

Рисунок 19 - Амплитудный спектр гармоник потребляемого тока для угла управления б=60°

Таблица № 5 - Относительный уровень 3 гармоники (в % к нормирующему току/напряжению)

№ гармоники	б, °	10	20	30	40	50	60
3	6,84%	8,41%	10,49%	12,35%	15,10%	17,69%

По данным таблиц 3 и 5 построим совмещенный график зависимости процентного содержания третьей гармоники во входном токе при различных схемах первичной обмотки питающего трансформатора от угла управления б тиристорным преобразователем. Данный график представлен на рисунке 20.

Из полученной зависимости видно, что третья гармоника значительно уменьшилась. Теоретически третья гармоника должна быть равна нулю при соединении первичной обмотки трансформатора в треугольник, однако, на практике из-за коммутационных процессов третья гармоника не может полностью исчезнуть.

Рисунок 20 - зависимость процентного содержания третьей гармоники во входном токе при различных схемах первичной обмотки питающего трансформатора от угла управления б

5.4 Расчет LC - фильтра

Произведем расчет LC - фильтра, настроенного на частоту пятой гармоники.

Для этого зададимся значением [9] - падением напряжения на индуктивности дросселя фильтра от первой гармоники потребляемого из сети тока при максимальной нагрузке .

Принимаем В (5% от В), кВт, тогда:

, А. (5.16)

Напряжение первичной обмотки U1=380В, так как обмотка соединена в треугольник. Напряжение вторичной обмотки будет:

, В. (5.17)

Ток, который потечет через дроссель:

, А. (5.18)

Определяем индуктивность дросселя фильтра [9]:

, мГн. (5.19)

Задаваясь значением - коэффициента ослабления n-ой гармоники (в нашем случае n=5), найдем емкость конденсатора фильтра из выражения[9]:

, (5.20)

,мкФ.(5.21)

Выбираем из каталога [15] электролитический неполярный конденсатор марки К50-6 с параметрами: рабочее напряжение U=6,3 В, номинальная емкость С=6800 мкФ. Внешний вид и габаритные размеры выбранного конденсатора представлены на рисунке 21.

Рисунок 21 - Внешний вид и габаритные размеры конденсатора К50-6

Габаритные размеры конденсатора К50-6 приведены в таблице №6.

Таблица № 6 - Габаритные размеры конденсатора К50-6.

D,мм	5	6,3	8	10	13	16
F,мм	2,0	2,5	3,5	5,0	7,5
d,мм	0,5	0,6	0,8

5.5 Расчёт дросселя LC - фильтра

Находим типовую мощность д. п. т., определяющую габаритные размеры его сердечника[2, стр. 44]:

, в·а, (5.22)

где мГн - индуктивность дросселя, - ток, протекающий через дроссель, -частота 5 гармоники.

Выбираем броневой тип магнитопровода как наиболее простой по конструкции. Выбираем [2, таблица 7-6] Тл, а/см,a/мм2.

Определяем объем стали магнитопровода [2, стр.310]:

, см3, (5.23)

где - угол потерь.

Выбираем предварительно магнитопровод ШЛ1625 [2, табл. П2-2].

Находим базовый линейный размер [1, стр.309]:

, см. (5.24)

Останавливаем выбор на магнитопроводе ШЛ1625 [2, табл. П2-2], у которого см,см3 (сталь Э340, толщина ленты 0,15 мм).

Уточняем значение [2]:

, a/см. (5.25)

По кривым рисунка 7-8 [2, стр.306] находим .

Находим суммарный немагнитный зазор в магнитопроводе [2]:

, см. (5.26)

Находим толщину немагнитной прокладки [2]:

, см. (5.27)

Определяем число витков обмотки дросселя переменного тока [2]:

, витков. (5.28)

Сечения и диаметры проводов обмотки [2]:

, мм, (5.29)

, мм2. (5.30)

Выбираем значения стандартных сечений и диаметров проводов [2,стр. 362, таблица П1-1]:

ПСД - , мм2,, мм,, мм.

В качестве изоляции выбираем кабельную бумагу К-12,, мм.

Допустимая осевая длина обмотки [2]:

, мм, (5.31)

где , мм - длина концевой изоляции обмотки.

По кривым рисунков 2-27, 2-29 [2] выбираем коэффициенты укладки в осевом и радиальном направлении:

,

где -коэффициент укладки в осевом направлении, - коэффициент укладки в радиальном направлении.

Число витков обмоток [2]:

, витков. (5.32)

Число витков обмоток [2]:

, слоев. (5.33)

Радиальные размеры обмотки [2]:

, (5.34)

, мм, (5.35)

где -коэффициент неплотности междуслоевой изоляции провода и толщины изоляции, -толщина междуслоевой изоляции.

Радиальный размер катушки [2]:

, мм, (5.36)

, мм, (5.37)

где -расстояние от первого слоя первичной обмотки до сердечника,-коэффициент неплотности междуобмоточной изоляции,,-толщина междуобмоточной изоляции, -толщина наружной изоляции,-коэффициент выпучивания в радиальном направлении.

Зазор между катушкой и сердечником [2]:

,мм. (5.38)

Средняя длина витка [2]:

, мм, (5.39)

, (5.40)

, (5.41)

, мм, (5.42)

, м, (5.43)

, (5.44)

, (5.45)

, мм. (5.46)

Масса меди обмотки [2]:

, кг. (5.47)

6 Технико - экономическая оценка ущерба от высших гармоник

Технико - экономическая оценка (ТЭО) ущерба от высших гармоник предполагает определение:

степени увеличения потерь электроэнергии;

сокращения срока службы изоляции электрооборудования и кабельных сетей;

дополнительной стоимости ремонта электрических машин и кабельных сетей;

интенсивности и стоимости отказов устройств автоматики и вычислительной техники.

Исследования, приведенные в пособии [3], показали, что увеличение коэффициента мощности с 0,6 до 0,8 даже при синусоидальных токах и напряжениях приводит к уменьшению полного тока примерно в 1,33 раза, а тепловых потерь - на 78%.

Добавочный ущерб может быть обусловлен неканоническими гармониками, низкочастотной модуляцией напряжения, высокочастотными колебаниями. Специфичность этих факторов в каждом конкретном случае требует самостоятельного решения.

Приращение ущерба только за счет высших гармоник может достичь 16,5% при б=0°, 21% при б=30°, 25% при б=60°.

Определение ущерба от сокращения срока службы электрооборудования и кабелей из-за перегрева изоляции оказывается более трудоемким из-за необходимости рассчитывать не только добавочные потери, но и тепловые запасы элементов.

Так, например, если срок службы кабеля составляет 7 лет, то в случае перегрева его изоляции на 1°С, 2,2°С или 3,4°С свыше 65°С срок его службы сократится соответственно примерно на 0,6; 1,35 и 2,1 года, то есть примерно на 10%, на 20% или на 30%, что потребует увеличить вложения на кабельную сеть.

Заключение

В данной выпускной квалификационной работе была разработана и исследована система электропитания с улучшенными энергетическими показателями на примере реверсивного тиристорного электропривода.

В ходе работы был осуществлен расчет трехфазного мостового управляемого выпрямителя.

Было произведено с использованием специального программного обеспечения экспериментальное определение гармонического состава потребляемого из питающей сети тока трехфазного мостового управляемого выпрямителя, работающего на активно - индуктивную нагрузку. Благодаря полученным в ходе эксперимента данным были определены высшие гармоники, которые оказывают наиболее сильное влияние на работу преобразователя (третья и пятая), а также был рассчитан коэффициент мощности для различных углов управления.

Были предприняты меры для того, чтобы снизить влияние высших гармоник на работу преобразователя. Так, третью гармонику удалось существенно снизить схемным путем, соединив первичные обмотки трансформатора в треугольник. Все данные теоретических расчетов были проверены экспериментально, амплитуда третьей гармоники действительно заметно уменьшилась. Пятая гармоника была существенно уменьшена с помощью параллельного LC - фильтра, настроенного на частоту этой гармоники. Также был произведен расчет параллельного LC - фильтра.

В заключительной части работы с использованием специальных методик была проведена ориентировочная оценка экономической эффективности проведенных мероприятий.

Проблема энергосбережения является одной из самых важных в настоящее время во всем мире. Поэтому повышение коэффициента мощности позволяет значительно сократить потери электроэнергии.

Список литературы

Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.: ил.

Белопольский И.И. и др. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности. 3 -е изд., стереотипное. - М.: «ИД Альянс», 2008. - 400 с.: с ил.

Дмитриев Б.Ф., Рябенький В.М., Черевко А.И., Музыка М.М., Солуянов П.В. Судовые полупроводниковые преобразователи: учебник. - СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2011. - 526 с.

Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учебное пособие. - Изд-е 2, испр. и доп. - Новосибирск: изд-во НГТУ, 2003. - 664 с. - (Серия «Учебники НГТУ»).

Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи (Основы промышленной электроники). Часть третья. Цепи питания и управления ионных приборов. - Москва, Ленинград: Государственное энергетическое издательство, 1956, - 528 с.

Карпеш М.А., Красногорцев И.Л., Сенигов П.Н., Силовая электроника. Руководство по выполнению базовых экспериментов. СЭ.001 РБЭ (911). - Челябинск: ООО «Учебная техника», 2003. - 172 с.

Петрович В.П., Воронина Н.А., Глазачев А.В. Силовые преобразователи электрической энергии: учебное пособие - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 240 с.

Размадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системы. - М., 1967. - 260 с.: ил.

Розанов Ю.К. Основы силовой преобразовательной техники: учебник для техникумов. - М.: Энергия, 1979. - 392 с., ил.

Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами/Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энегроиздат, 1982. - 416 с. ил.

Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. Учебное пособие для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1976. - 544 с. с ил.

Удут Л.С., Кояин Н. В., Мальцева О. П. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч.4. Тиристорные преобразователи для электроприводов постоянного тока: учебное пособие - Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2007. - 164 с.

Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник, - М.: Издательство стандартов, 1989. - 325 с.

Электронный ресурс. - Режим доступа: http://kazus.ru/guide/thiristors/ku201.html, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 15.03.2013).

Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.platan.ru/pdf/passiv_comp_16.pdf, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 03.05.2013).

Электронный ресурс. - Режим доступа: http://energo-vesta.com.ua/catalog/electrodvigatel/seriya2p.html, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 15.03.2013).

Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.electromonter.info/handbook/symbol_size.html (дата обращения: 29.03.2013).

Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.robot.bmstu.ru/files/GOST/gost_2.730-73.pdf, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 29.03.2013).

Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.elektroshema.ru/2009-02-05-22-57-45/ugo-1/razmerugo, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 29.03.2013).

Приложение А

Рисунок А.1 - Электрическая схема соединений



Рисунок А.2 - Электрическая схема соединений (продолжение)

Приложение Б

Рисунок Б.1 - Внешний вид лабораторной установки

Приложение В

Таблица В.1 - Перечень аппаратуры

Обознач-е	Наименование	Тип	Параметры
G1	3-хф. источник питания	201.2	400 В ~; 16 А
А3, А4	Преобразовательный трансформатор	333.2	Первичная обмотка: Y - 380 В / 320 В•А; 2 вторичные полуобмотки: 0,5 А каждая / номинальные фазные напряжения: 42, 73, 127 В
A8	Тиристорный регулятор	207.2	3400 В ~ / 2 А, 6 тиристоров
A10	Реостат	323.2	20..100 Ом / 1 А
А11	Блок дросселей	342	23 Гн / 0,5 А
А17	Блок датчиков тока и напряжения	402.3	3 измерительных преобразователя "ток-напряжение" 5А / 1А / 5 В; 3 измерительных преобразователя "напряжение-напряжение" 1000 В / 100 В / 5 В
А18	Коннектор	330	8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выхода; 8 цифр. входов/ выходов
А19	Персональный компьютер	550	IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI 6024E
Р1	Блок мультиметров	509.2	2 мультиметра 0…1000 В ; 0…10 А ; 0…20 МОм

Приложение Г

Таблица Г.1 - Описание и технические характеристики функциональных блоков

Наименование и описание	Параметры	Тип	Ширина, мм
1	2	3	4
Трехфазный источник питания Предназначен для питания комплекса трехфазным переменным напряжением. Включается вручную. Имеет защиту от перегрузок, устройство защитного отключения, кнопку аварийного отключения и ключ от несанкционированного включения.	400 В ~;16 А Ток срабатывания УЗО 30 mA	201.2	285
Тиристорный преобразователь/регулятор Предназначен для моделирования одно- и трехфазных тиристорных преобразователей, реверсивного трехфазного преобразователя, регулятора трехфазного напряжения. Управляется вручную или дистанционно/автоматически (от ПЭВМ).	3400 В ~ / 2 А 6 тиристоров	207.2	285
Тиристорный преобразователь/регулятор Предназначен для моделирования одно- и трехфазных тиристорных преобразователей, реверсивного трехфазного преобразователя, регулятора трехфазного напряжения. Управляется вручную или дистанционно/автоматически (от ПЭВМ). И...

Подобные документы

• Расчет режимов работы выпрямителя

  Режимы работы преобразователя электрической энергии - трехфазного мостового выпрямителя. Структурная схема системы фазового управления. Расчет коэффициента использования мощности трансформатора и потерь электроэнергии при выпрямлении переменного тока.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 10.12.2011
  

• Исследование трехфазного мостового выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке

  Исследование трёхфазного управляемого выпрямителя при работе на активную нагрузку при разных углах. Включение тиристора аномальным импульсом. Расчёт напряжения источников питания. Нормальный режим управляемого выпрямителя с нагрузкой на противо–ЭДС.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 24.05.2014
  

• Качество электроэнергии

  Расчет высших гармоник на шинах КТП 0,4 кВ. Определение тока двух тиристорных устройств, подключенных к одной секции. Расчет составляющих эквивалентного сопротивления. Определение гармонического коэффициента использования. Причины появления гармоник.
  
  контрольная работа [129,9 K], добавлен 26.02.2013
  

• Разработка схемы электропитания потребителя переменного тока низкого напряжения

  Разработка схемы электропитания группы однофазных потребителей от цепи трехфазного тока. Выбор сечения проводов с проверкой по потере напряжения. Упрощённый расчет трехфазного трансформатора необходимой мощности. Схема включения измерительных приборов.
  
  курсовая работа [211,0 K], добавлен 19.02.2013
  

• Расчет управляемого выпрямителя

  Применение полупроводниковых управляемых выпрямителей в различных отраслях промышленности. Расчет управляемого выпрямителя, питающегося от сети переменного тока с линейным напряжением 380В (фазное – 220В), работающего на электродвигателе постоянного тока.
  
  курсовая работа [7,0 M], добавлен 27.10.2009
  

• Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях

  Короткое замыкание как нарушение нормальной работы электрической установки. Параметры элементов схемы замещения в именованных единицах. Расчет тока трехфазного КЗ. Оценка параметров элементов схемы замещения. Расчет значения ударного тока трехфазного.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 09.02.2017
  

• Расчет самолетного генератора

  Расчет авиационного генератора с параллельным возбуждением. Расчет трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и выпрямительного устройства. Выбор схемы выпрямителя. Зависимость плотности тока в обмотках от мощности трансформатора.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.01.2014
  

• Электротехника. Выпрямители

  Схема выпрямителя с нулевой точкой. Расчет коэффициента пульсации. Спектральный анализ Фурье. Мостовой выпрямитель с активно-ёмкостной нагрузкой. Определение временных характеристик двухполупериодного мостового и диодного выпрямителей, их эффективность.
  
  лабораторная работа [1,2 M], добавлен 20.09.2013
  

• Исследование мощности искажения в несинусоидальных цепях и влияние R,L,C-элементов на форму кривой тока

  Понятие несинусоидальных токов и напряжений. Виды устройств, дающих нелинейную нагрузку. Формулы определения полных сопротивлений и токов, значений мощности искажений. Экономические потери в результате воздействия гармоник на аппаратуру релейной защиты.
  
  презентация [1,8 M], добавлен 23.03.2017
  

• Разработка и расчет энергосберегающей вентильной конструкции кольцевого типа, обеспечивающей снижение потерь мощности при 12-пульсном преобразовании энергии переменного тока в энергию постоянного тока

  Обоснование перевода выпрямительной части оборудования тяговой подстанции на более энергосберегающие схемы выпрямления. Описание электромагнитных процессов в схеме 12-пульсного выпрямителя. Расчет элементов конструкции, затрат и себестоимости разработки.
  
  дипломная работа [858,7 K], добавлен 16.07.2015
  

• Расчет устройств преобразования электрического тока

  Расчет и выбор элементов выпрямителя с LC-фильтром. Определение действующего значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, значения тока вентиля, амплитуды напряжения, сопротивления конденсатора. График внешней характеристики выпрямителя.
  
  контрольная работа [28,4 K], добавлен 21.09.2012
  

• Тиристорный электропривод постоянного тока с подчиненным управлением

  Основные принципы построения электропривода, предназначенного для регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока. Функциональная схема однофазного однополупериодного нереверсивного управляемого выпрямителя, работающего на активную нагрузку.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.12.2012
  

• Расчет отклонения напряжения на зажимах наиболее удаленных от источника нагрузки. Доза Фликера

  Расчет параметров схемы замещения. Расчет нагрузок на участках. Отклонение напряжения на источнике. Доза Фликера на кратковременном интервале. Определение коэффициента несинусоидальности напряжения, когда БК включена. Перегрузка токами высших гармоник.
  
  контрольная работа [284,5 K], добавлен 29.01.2011
  

• Электроснабжение и электрооборудование грузоподъемного цехового мостового крана

  Основное электрооборудование цехового мостового крана, выбор мощности кранового двигателя. Расчет питающих трансформаторов, высоковольтной аппаратуры управления и защитного заземления. Крановая защитная панель типа ППЗКа для двигателей постоянного тока.
  
  дипломная работа [2,2 M], добавлен 22.09.2012
  

• Расчет электропитающей установки для устройств связи и автоматики

  Выбор способа электропитания. Расчет аккумуляторной батареи, элементов регулирования напряжения. Проверка качества напряжения на выходе электропитающей установки. Определение мощности, величины тока, потребляемой от сети. Эскиз токораспределительной сети.
  
  курсовая работа [419,4 K], добавлен 05.02.2013
  

• Расчет тока однофазного короткого замыкания

  Определение мощности потребителей. Составление схемы замещения прямой последовательности. Определение тока однофазного короткого замыкания. Выбор изоляторов, измерительных трансформаторов. Расчет сопротивлений и тока трехфазного короткого замыкания.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 09.08.2015
  

• Расчет электрической цепи

  Определение эквивалентного сопротивления и напряжения электрической цепи, вычисление расхода энергии. Расчет силы тока в магнитной цепи, потокосцепления и индуктивности обмоток. Построение схемы мостового выпрямителя, выбор типа полупроводникового диода.
  
  контрольная работа [1,3 M], добавлен 28.12.2013
  

• Расчет режимов работы выпрямителя

  Структурная схема системы фазового управления (построение блок-схемы системы фазового управления вентилями выпрямителя). Расчет и построение регулировочных и внешних характеристик выпрямителя. Номинальный режим выпрямителя, его основные характеристики.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.03.2016
  

• Основные расчеты и параметры трансформатора

  Особенности расчета однофазного двухполупериодного тиристорного выпрямителя без фильтра с активным сопротивлением нагрузки. Характеристика основных параметров выпрямителя. Среднее значение выпрямленного тока. Расчет типовой мощности трансформатора.
  
  контрольная работа [538,7 K], добавлен 30.05.2014
  

• Расчет и краткое описание тиристорах в электроприводе

  Разработка и исследование элементов и узлов тиристорного выпрямителя. Расчет и выбор элементов силовой части. Вычисление статических, внешних характеристик вентильного преобразователя. Определение энергетических показателей вентильного преобразователя.
  
  курсовая работа [229,1 K], добавлен 30.11.2009
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам