Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Задание

1.1 Общая характеристика и описание работы преобразователя

1.2 Расчет параметров и выбор преобразовательного трансформатора

1.3 Расчет параметров и выбор силовых вентилей ВП

1.4 Расчет параметров и выбор уравнительных реакторов

1.5 Расчет параметров и выбор сглаживающего реактора

1.6 Расчет параметров элементов защиты

1.7 Расчет внешних характеристик ВП и электромеханических характеристик электропривода

1.8 Расчёт регулировочных характеристик ВП

1.9 Расчет ограничительной характеристики ВП, определение минимального угла инвертирования

1.10 Энергетические показатели преобразователя

1.11 Расчет зависимости К.П.Д. преобразователя от угловой скорости вала двигателя

Вывод по курсовой работе

Библиографический список

Приложение

1. Задание

Исходные данные к проектированию

Номер варианта: 2СД/Y - 13.

Тип силовой схемы - трёхфазная нулевая встречно-параллельная схема. Обмотки силового трансформатора соединены в группу "треугольник - звезда". Преобразователь реверсивный с совместным управлением. Силовая схема преобразователя приведена на рисунке 1.

Параметры питающей сети:

- номинальное линейное напряжение сетиВ;

- число фаз сети;

- частота сети Гц;

- относительное отклонение напряжения питающей сети %.

Параметры преобразователя:

- схема преобразователя: трёхфазная мостовая встречно-параллельная;

- способ управления: совместное;

- схема соединения обмоток трансформатора: треугольник/звезда;

- допустимое относительное действующее значение уравнительного тока:;

- допустимое относительное действующее значение основной гармоники выходного тока преобразователя:;

- длительность 100% токовой перегрузки:с.

Тип двигателя и его параметры:

- электродвигатель постоянного тока 2ПН 132;

- номинальная мощность:кВт;

- номинальное напряжение: В;

- номинальная скорость: об/мин;

- номинальный КПД: %.

-

Рисунок 1 - Трехфазная нулевая встречно-параллельная схема реверсивного вентильного преобразователя

1.1 Общая характеристика и описание работы преобразователя

В выпрямительном режиме энергия переменного напряжения питающей сети преобразуется в энергию постоянного тока, электрическая машина постоянного тока работает в двигательном режиме. В инверторном режиме энергия постоянного тока преобразуется в энергию переменного напряжения, электрическая машина постоянного тока работает в генераторном режиме.

Силовая схема состоит из преобразовательного трансформатора TV двух комплектов силовых вентилей VS1 - VS6, электродвигателя М, уравнительных реакторов Lур, сглаживающего реактора Lсгл и устройств защиты от аварийных токов и перенапряжений преобразователя.

Силовые вентили подключают нагрузку на фазное напряжение сети в соответствии с углом управления и обеспечивают необходимое значение выпрямленного напряжения на нагрузке.

Уравнительные реакторы ограничивают уравнительный ток, протекание которого обусловлено тем, что при совместном управлении мгновенные значения напряжений выпрямителя и инвертора различны и между ними действует уравнительное напряжение.

Сглаживающий реактор уменьшает пульсации тока в нагрузке.

Устройства защиты предохраняют преобразователь от аварийных токов и перенапряжений при коммутации вентилей и питающей сети. К ним относятся предохранители, автоматические выключатели, защитный выпрямитель и разрядные RC - цепи на каждом силовом вентиле.

1.2 Расчет параметров и выбор преобразовательного трансформатора

Трансформатор применяется для согласования напряжения питающей сети с напряжением нагрузки (якоря электродвигателя). Расчет начинается с предварительного определения вторичного фазного напряжения трансформатораU2фВ. Точное определение его затруднено, так как в начальной стадии расчета неизвестны падения напряжения на отдельных элементах силовой схемы. Учитываются эти падения с помощью коэффициентов.

kс - учитывает возможное снижение напряжения сети;

Значение kс определяется по формуле:

kс = = = = 1,111 (2.1)

где U1Н, U1Н - номинальное напряжение сети и его отклонение, соответственно

kg- учитывает коммутацию и асимметрию напряжений, предварительно принимается kg--= 1,05;

kR- учитывает падение напряжения в вентилях, обмотках трансформатора и реакторов предварительно принимается: kR= 1,05;

kU= 0,855- коэффициент схемы ВП, задан[1, с.11 Таблица 1];

Udн - номинальное напряжение на якоре двигателя, берётся из исходных данных на двигатель:Udн= 220 В.

Действующее значение напряжения вторичной фазной обмотки U2ф, В

U2ф = kc·k·kR·kU·Udн = 1,111·1,05·1,05·0,855·220 = 230,422В (2.2)

Действующее значение напряжения первичной фазной обмотки, В, так как первичная обмотка соединена в треугольник, то фазное напряжение равное линейному напряжению сети:

(2.3)

где - номинальное линейное напряжение сети, В.

Определим расчетную мощность силового трансформатора, ВА, по формуле:

(2.4)

где - коэффициент, зависящий от типа силовой схемы ВП, берётся из [1, с.11 Таблица 1]:; трансформатор реверсивный вентильный

,Вт- наибольшая потребляемая нагрузкой мощность, определяется по формуле:

(2.5)где - наибольшее среднее значение ЭДС ВП, определяется по формуле:

(2.6)

- номинальный ток нагрузки (двигателя), А:

(2.7)

где номинальные мощность, к.п.д. и напряжение двигателя соответственно, берутся из исходный данных на двигатель.

Определим действующее значение линейного тока ВП, А по формуле:

(2.8)

где - коэффициент схемы, берётся из [1, с.11 Таблица 1].

Действующее значение фазного тока первичной обмотки трансформатора, А:

(2.9)

где - коэффициент схемы, берётся из [1, с.11 Таблица 1];

- коэффициент трансформации:

(2.10)

, - действующее значение напряжения первичной и вторичной фазной обмотки соответственно, В.

В соответствии с полученными значениями схемой преобразователя:

- расчетная мощность силового трансформатора - ;

- действующее значение напряжения вторичной фазной обмотки трансформатора - ;

- действующее значение напряжения первичной фазной обмотки трансформатора - ;

- действующее значение линейного тока ВП - ;

- действующее значение фазного тока первичной обмотки трансформатора - ;

Выберем трансформатор и уточним рассчитанные параметры.

Выберем по каталогу трехфазный трансформатор ТСП-10/0,7-УХЛ 4 сухого, открытого исполнения с обмотками треугольник-звезда со следующими основными параметрами:

- линейное напряжение первичной обмотки:;

- фазное напряжение вторичной обмотки:;

- номинальная мощность трансформатора:;

- напряжение короткого замыкания:;

- номинальный переменный ток вентильной обмотки:

- номинальный выпрямленный ток преобразователя:

- ток холостого хода:;

- масса трансформатора:.

1.3 Расчет параметров и выбор силовых вентилей ВП

Выбор вентилей производят по среднему значению тока, протекающего по ним, и величине приложенного повторяющегося импульсного напряжения.

Расчётное среднее значение тока вентиля, А, определяется по формуле:

(3.1)

где =3 - для трехфазных схем ВП.

Наибольшее расчетное значение повторяющегося импульсного напряжения на вентилях, В:

(3.2)

где- коэффициент схемы, берётся из [1, с.11 Таблица 1]:

По рассчитанным значениям и выбираем тип вентиля, учитывая, что при < 300А применяют естественное охлаждение вентилей.

Из справочника [3] выбираем тиристор Т 122-25-10, класс 10 по напряжению не менее 1000 Всо следующими основными параметрами:

- пороговое напряжение вентиля:;

- импульсное напряжение в открытом состоянии:;

- максимальное повторяющееся импульсное обратное напряжение:;

- максимальный средний ток в открытом состоянии: ;

- ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии: ;

- постоянный ток управления, необходимый для включения тиристора:;

- отпирающее напряжение управления: ;

- дифференциальное сопротивление прямой ветви вентиля:;

- максимальная допустимая температура перехода:;

- установившееся тепловое сопротивление "переход-среда":;

- температура охлаждающего воздуха: ;

- переходное тепловое сопротивление "переход-среда", при заданной длительности , токовой перегрузки:;

- время выключенияс;

- коэффициент формы тока вентиля: .

Для выбранного типа прибора рассчитаем наибольшее допустимое значение прямого тока с учетом возможной 100% токовой перегрузки в динамических режимах работы привода в течение заданного интервала времени . При этом полагаем ток нагрузки идеально сглаженным (Ld). Расчет тока выполняют по формулам:

(3.3)

где - потери в вентиле при токовой перегрузке, определяется по формуле:

(3.4)

где , Вт - потери в номинальном режиме, определяются по формуле:

(3.5)

Тип охладителя: О 221-60 естественное охлаждение.

Для надежной работы ВП необходимо, чтобы параметры выбранных приборов удовлетворяли условиям:

(3.6)

(3.7)

Выполним проверку условий:

Полученные значения удовлетворяют условиям (3.6) и (3.7). Следовательно, вентили выбраны правильно и будут надёжно работать в номинальном режиме и при перегрузках.

1.4 Расчет параметров и выбор уравнительных реакторов

При совместном управлении группами ВП в контуры уравнительного тока с целью ограничения его величины включают уравнительные реакторы.

Величина суммарной индуктивности , контура уравнительного тока определяется по формуле:

(4.1)

где - наибольшая при согласованном управлении величина коэффициента действующего значения уравнительного тока, берётся из [1, с.11 Таблица 1];

,

В - амплитуда фазного напряжения вторичной обмотки:

(4.2)

, с-1- угловая частота питающей сети, определяется по формуле:

(4.3)

- относительное действующее значение уравнительного тока, берется из исходных данных.

Требуемая индуктивность уравнительных реакторов:

(4.4)

где - количество фазных обмоток, по которым одновременно проходит уравнительный ток;

, Гн - индуктивность рассеяния фазы согласующего трансформатора, определяется по формуле:

(4.5)

где,% - напряжение короткого замыкания преобразовательного трансформатора в процентах.

Величина уравнительного тока , А:

(4.6)

В соответствии с рассчитанными значениями:

- ;

- ;

- .

выберем ближайший по параметрам типовой реактор, учитывая что если он ненасыщающийся, то его индуктивность равна .Так как типовой реактор с требуемыми параметрами отсутствует, то проектируем нестандартный ненасыщающийся реактор с исходными данными:

- требуемая индуктивность реакторов: ;

- номинальный ток нагрузки: ;

- величина уравнительного тока:.

Так как реакторы ненасыщающиеся, то в данной схеме достаточно использовать 2 реактора.

1.5 Расчет параметров и выбор сглаживающего реактора

Для уменьшения пульсаций тока ВП и сужения зоны прерывистых токов в якорную цепь двигателя включают сглаживающий реактор.

Требуемая величина индуктивности якорной цепи, Гн, определяется из равенства:

(5.1)

где - кратность пульсаций выходного напряжения, для трехфазной нулевой схемы ;

- допустимое относительное действующее значение основной гармоники выходного тока преобразователя, берется из исходных данных;

, В- амплитуда основной гармоники выходного напряжения ВП, определяется по формуле:

(5.2)

где угол регулирования, при расчете индуктивности , следует выбирать значение угла регулирования , соответствующее номинальному режиму , которое приближенно может быть определено из выражения:

(5.3)

где - номинальное напряжение двигателя, берется из исходных данных;

Индуктивность сглаживающего реактора, Гн, в общем случае определяется по формуле:

(5.4)

где , Гн - индуктивность обмотки якоря двигателя, определяется из выражения:

(5.5)

где - номинальное напряжение двигателя, берется из исходных данных;

, рад/с - угловая скорость вращения якоря двигателя, определяется по формуле:

 (5.6)

- число пар полюсов;

- для некомпенсированных машин.

Значение отрицательно, следовательно, индуктивности обмотки якоря двигателя и уравнительных реакторов хватает, чтобы сглаживать пульсации потребляемого тока. Значит, применять сглаживающий реактор не нужно.

1.6 Расчет параметров элементов защиты

Наиболее чувствительными элементами силовой части ВП являются полупроводниковые вентили. Они требуют защиты от токов перегрузки и от перенапряжений, т.к. имеют относительно небольшую перегрузочную способность по этим параметрам.

Для надёжной работы ВП, требуется предусмотреть устройства защиты. Схема их включения показана на Рисунке 1 в графической части.

В данной схеме предусмотрены следующие устройства защиты:

- автоматические выключатели QF1и QF2;

- плавкие предохранители UF1-UF3;

- защита от перенапряжений RC-цепи, состоящие из однотипных резисторов R1-R6 и однотипных конденсаторов C1-C6;

- вспомогательный выпрямитель, включающий в себя диоды VD1-VD6, резисторы R7-R8 и конденсатор С 7.

Защита от аварийных токов

Защита ВП от аварийных токов при внешних коротких замыканиях и срывах инвертирования обеспечивается автоматическими выключателямиQF1и QF2, которые устанавливают в цепях переменного и постоянного токов соответственно.

На интервале срабатывания автоматических выключателей при внутренних коротких замыканиях и коротких замыканиях в цепи нагрузки, ограничение токов выполняют уравнительные реакторы.

Наряду с рассмотренными, в ВП применяют быстродействующие устройства защиты по управляющему электроду, сдвигающие импульсы управления к границе инверторного режима при появлении в силовых цепях аварийных токов.

Защита ВП от внутренних коротких замыканий обеспечивается плавкими предохранителями. При этом для любого момента времени допустимый ток вентиля , должен быть больше тока срабатывания защиты , то есть:

(6.1)

Или

(6.2)

где, - максимально допустимые значения интегралов квадрата аварийного тока вентиля и устройства защиты, соответственно.

Значение интеграла определяется по формуле:

(6.3)

где , А - значение ударного тока вентиля при заданной длительности перегрузкиберётся из номинальных параметров вентиля по[3]:

;

- длительность перегрузки, берётся из [1, с.16]:

Времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но какможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта.

Полученное максимально допустимое значение интеграла квадрата аварийного тока устройства защиты согласно ГОСТ 17242-86 будет удовлетворять плавким предохранителям с плавкими вставками типов gR.

Расчёт параметров защиты от перенапряжений

При коммутационных и аварийных режимах на вентиль действуют кратковременные периодические и однократные перенапряжения, для ограничения которых применяют специальные защитные устройства.

Рисунок 2. Вспомогательный диодный выпрямитель

Для защиты от внешних перенапряжений, возникающих при включении и отключении преобразовательного трансформатора, применяют вспомогательный диодный выпрямитель, нагруженный на RC контур

Параметры элементов C7, R7, R8 определяют по следующим формулам:

(6.4)

где - величина тока холостого хода трансформатора в процентах.

 (6.5)

(6.6)

Расчетная мощность, Вт резисторов R13 и R14 определяется, соответственно, из выражений:

(6.7)

(6.8)

Для защиты вентилей от коммутационных перенапряжений, вызванных накоплением носителей в полупроводниковой структуре, параллельно вентилям включают защитные RC цепочки (R1 - C1 на рисунке 3).

Рисунок 3. Защитная RC цепь

Их параметры выбираем равными:

-емкость конденсатора в защитнойRC-цепи;

- сопротивление резистора в защитнойRC-цепи;

Расчетная мощность, Вт резистора R3 выберем по формуле:

(6.9)

Для выбора диодовVD1-VD6 проведём следующий расчёт:

Определим Э.Д. С. на выходе защитного моста - , В, по следующей формуле:

(6.10)

Определим напряжение, прикладываемое к диоду , В, по следующей формуле:

(6.11)

Определим максимальный ток в нагрузке защитного моста - ,А, по следующей формуле:

(6.12)

Выбор элементов защиты

На основе расчётных значений емкостей конденсаторов, сопротивлений резисторов, их мощности и рабочих напряжений выберем эти элементы из справочных данных [11, 12].

Для осуществления защиты ВП от аварийных токов при внешних коротких замыканиях и срывах инвертирования выбираем, исходя из величины линейного напряжения сети - 380 В, номинального напряжения двигателя - 220 В, действующего значения фазного тока первичной обмотки трансформатора -5,247 А и номинального тока нагрузки - 18,43 А, в качестве QF1и QF2автоматические выключатели:

QF1 автоматический выключатель переменного тока типа ВА 61F29 с электромагнитным расцепителем, со следующими основными параметрами:

- номинальная ток выключателя: Iном= 6,3 А;

- номинальное рабочее напряжение: Uном = 220/380 В;

- количество полюсов: P = 3;

- характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя - B(в 3-5 раз больше Iном).

- предельный ток отключения - Iпр = 1,5 кА.

QF2 автоматический выключатель постоянного тока ETIMAT DC применяются для защиты цепей постоянного тока от перегрузок и коротких замыканий в диапазоне рабочих токов от 0,5 до 32 А, со следующими основными параметрами:

- номинальная ток выключателя: Iном= 20 А;

- номинальное рабочее напряжение: Uном = 220 В;

- количество полюсов: P = 2;

- характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя - B (в 3-5 раз больше Iном).

- предельный ток отключения - Iпр = 6 кА.

ПредохранителиUF1-UF3типа ПР-2 220В 15-60Ас основными параметрами:

- номинальный ток предохранителя - Iп= 60 А;

- номинальный ток плавкой вставки - Iп.в.= 20 А;

- номинальное напряжение -Uпр =220 В.

РезисторыR7, R8 типа С 2-23 с металлоэлектрическим проводящим слоем, предназначенные для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока с основными параметрами:

- номинальное сопротивление:R7=262 Ом;R8=309кОм;

- номинальная мощность:P7=0,062 Вт; P14=0,5 Вт.

Резисторы R1…R6 проволочные типа ПЭВ-20,предназначены для работы в цепях постоянного и переменного тока с основными параметрами:

- номинальное сопротивление: R1=25 Ом;

- номинальная мощность: P1=20 Вт.

Конденсатор С 7типа К 50-20 оксидно-электролитический, предназначен для работы в цепях постоянного и пульсирующего напряжений, а также в импульсных режимах. Основные параметры следующие:

- номинальная ёмкость: С 7= 6,5 мФ;

- номинальное напряжение: U = 300 В;

- рабочая температура: T = -60…+85C.

Конденсаторы С 1…C6 типа К 72П-6,фторопластовые конденсаторы предназначены для работы в электрических цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов, а также в импульсных режимах. Основные параметры следующие:

- номинальная ёмкость: С 1= 0,47 мФ;

- номинальное напряжение: U = 500 В;

- рабочая температура: T = -60…+125C.

VD1 - VD6 диоды типа 2Д 22ОБ выпрямительные диоды со средним током не более 10 А, со следующими основными параметрами:

- максимально допустимый средний прямой ток:А;

- повторяющееся импульсное обратное напряжение:В.

1.7 Расчет внешних характеристик ВП и электромеханических характеристик электропривода

Внешние характеристики

Среднее значение выходного напряжения ВП является функцией тока нагрузки, связь между которыми устанавливается следующими равенствами (без учета падения напряжения на вентилях и активных сопротивлениях силовых цепей) по [1]:

- в режиме непрерывного тока нагрузки (Id> 0; л > 2m2):

- (7.1)

в граничном режиме (IdMIN = 0; = 2m2):

(7.2)

(7.3)

в режиме прерывистого тока нагрузки (IdMIN = 0; л < 2m2):

(7.4)

(7.5)

Поскольку управление исследуемого вентильного преобразователя совместное, то из-за уравнительного тока, протекающего между анодной и катодной вентильными группами, режима прерывистого тока не будет.

где - приведенное к вторичной обмотке индуктивное сопротивление рассеяния фазы трансформатора, определяется по формуле:

(7.6)

- индуктивное сопротивление якорной цепи, определяется по формуле:

(7.7)

- угол проводимости вентилей на интервале повторяемости кривой ud;

U2m - амплитуда линейного напряжения (для мостовых схем ВП).

Приведенные формулы при условии = const представляют собой аналитические выражения внешних характеристик ВП.

Угол управления, соответствующий номинальному режиму работы бн, получим, подставив в формулу (3.7.1) номинальное напряжение и ток:

(7.8)

Внешние характеристики строятся по (7.1) при изменении тока от до , для нескольких значений

Таблица 1. Внешние характеристики

Id, A	Ud, B
	= 0	=н	= 60	= 90	= 120	=	= 180
36,86	249,62	210,085	114,921	-19,829	-154,579	-249,744	-289,329
-36.86	289,33	249,744	154,579	19,829	-114,921	-210,085	-249,671

Электромеханические характеристики электропривода

Для расчёта электромеханических характеристик, определим следующие данные двигателя:

Номинальный момент двигателя - :

(7.9)

Постоянная машины -,вычисляется по номинальному моменту и номинальному току:

(7.10)

Сопротивление якорной цепи двигателя , Ом:

(7.11)

Электромеханические характеристики Щ = f(Id) системы ВП - двигатель рассчитываются по формуле:

(7.12)

где, Ом - суммарное сопротивление цепи нагрузки, приближённо определяется по формуле:

(7.13)

Строим электромеханические характеристики, задаваясь значениями . Характеристики строятся для значений Так как характеристики представляют собой прямые, то для их расчета достаточно двух точек:и.

Таблица 2 Электромеханические характеристики электропривода

Id, A	, рад/с
	= 0	=н	= 60	= 90	= 120	= 148,55	= 180
	77,932	50,291	-13,945	-105,823	-197,7	-261,937	-261,937
-	289,58	261,937	197,7	105,823	13,945	-50,291	-77,932

1.8 Расчёт регулировочных характеристик ВП

Среднее значение выходного напряжения ВП является функцией угла управления б, связь между которыми устанавливается в соответствии с формулой(7.1):

Изменяя угол управления б в диапазоне от 0 до 180 эл. град. при условии, что Id = const с помощью выражения (7.1) рассчитаем регулировочные характеристики вентильного преобразователя. Расчет произведем при холостом ходе Id = 0 и номинальной нагрузке Id =IdН.

Таблица 3 Регулировочные характеристики преобразователя

, эл. град.	0	=н	60	90	120		180
Ud, В	Id = IdH	259,585	220	124,835	-9,915	-144,665	-239,829	-279,415
	Id = 0	269,5	229,915	134,75	0	-134,75	-229,915	-269,5

1.9 Расчет ограничительной характеристики ВП, определение минимального угла инвертирования

При работе ВП в инверторном режиме система управления должна ограничивать величину минимального угла инвертирования для предотвращения опрокидывания инвертора. Это ведет к ограничению тока нагрузки Id в зависимости от величины напряжения Ud преобразователя, определяемое ограничительной характеристикой:

(9.1)

где - угловая длительность выключения тиристора, берётся из [1, с.20]:

(9.2)где с - время выключения тиристора, берется из параметров на тиристор;

эл. град- угол, учитывающий асимметрию импульсов управления, берётся из [1, с.20]:

Ограничительные характеристики строятся по (9.1) при изменении тока от отдо

Минимальное значение угла инвертирования min, определяемое путем совместного решения уравнений, описывающих внешнюю и ограничительную характеристики ВП, с учетом возможного снижения напряжения питающей сети, рассчитывается по формуле:

(9.3)

1.10 Энергетические показатели преобразователя

Важнейшими энергетическими показателями ВП являются: полная мощность S, активная мощность P, реактивная - Q, мощность искажения H, коэффициент мощности kМ, а также к.п.д. - . Относительные значения этих показателей при постоянной величине тока нагрузки IdН рассчитываются следующим образом:

Относительное значение полной мощности, определяется по формуле:

(10.1)

где , - коэффициенты схемы, берется из [1] (табл. 1);

- угол коммутации.

Относительная величина активной мощности, определяется по формуле:

(10.2)

Относительная величина реактивной мощности ,определяется по формуле:

(10.3)

В приведенных выражениях величина угла коммутации, определяется по формуле:

(10.4)

Относительная величина мощности искажения, определяется по формуле:

(10.5)

Коэффициент мощности ВП, определяется по формуле:

(10.6)

Энергетические характеристики строятся по (10.1) - (10.6) при изменении

Таблица 4 Энергетические характеристики преобразователя

	1	0,866	0,5	0	-0,5	-0,866
	1.156	1.192	1.199	1.2	1.199	1.187
	0.967	0.833	0.467	-0.033	-0.533	-0.899
	0.179	0.55	0.884	0.999	0.845	0.431
	0.607	0.652	0.663	0.665	0.662	0.645
	0.836	0.698	0.389	0.028	0.445	0.757

1.11 Расчет зависимости К.П.Д. преобразователя от угловой скорости вала двигателя

Коэффициент полезного действия:

(11.1)

где, Вт - суммарные потери мощности в ВП.

Величина , в общем случае, определяется как сумма потерь в трансформаторе, линейных реакторах, в уравнительном и сглаживающем реакторах, в вентилях и цепях защиты, т.е.:

(11.2)

Составляющие потерь определяются следующим образом:

- потери в трансформаторе, Вт (номинальная нагрузка), определяется:

(11.3)

где, - справочные значения потерь мощности холостого хода и короткого замыкания, соответственно;

- потери в линейных токоограничивающих и сглаживающих реакторах (НЕТ) Вт;

- потери в уравнительных реакторах:

(11.4)

где - число уравнительных реакторов одновременно обтекаемых током нагрузки;

, Ом - сопротивления уравнительного реактора, определяется:

(11.5)

- потери в вентилях:

(11.6)

где - число обтекаемых током нагрузки вентилей;

, - потери вентиля в номинальном режиме;

- потери в цепях защиты, Вт:

(11.7)

где - число защитных RC - цепей, шунтирующих вентили;

- число цепей защиты от внешних перенапряжений.

Кривые зависимости к.п.д. вентильного преобразователя от угловой скорости вращения якоря двигателя постоянного тока при токах Id = IdН и Id = 0,5 IdН, строятся по (11.1)

Таблица 5 Зависимость КПД от угловой скорости

	, рад/с	111	100	90	60	30	0
Id = IdН		0.823	0.798	0.765	0,72	0,654	0,547
Id = 0,5 IdН		0,791	0,759	0,715	0,65	0,548	0,362

Построение временных диаграмм

При построении временных диаграмм напряжений и токов ВП необходимо руководствоваться следующим:

- все временные диаграммы должны быть построены с учетом угла коммутации вентилей;

- для упрощения построения кривых мгновенных значений токов следует пренебречь пульсациями тока нагрузки и пользоваться идеализированными кривыми, приведенными в литературе;

- выходное напряжение реверсивных ВП при совместном согласованном управлении и не насыщающихся уравнительных реакторах может быть определено по формуле:

(12.1)

где udВ, udИ - выходные напряжения нереверсивных преобразователей, входящих в состав реверсивного ВП, работающих соответственно в выпрямительном и инверторном режимах.

Вывод по курсовой работе

В данной курсовой работе был рассчитан реверсивный вентильный преобразователь по нулевой встречно-параллельной схеме для электропривода постоянного тока. В результате выполнения работы, мною были проведены расчеты параметров для выбора преобразовательного трансформатора, силовых вентилей, уравнительных и сглаживающих реакторов.

Был произведен расчет параметров, для выбора аппаратов защиты от перенапряжений и аварийных токов. После чего была разработана принципиальная электрическая схема силовой части преобразователя с элементами защиты.

Затем были рассчитаны и построены внешние и ограничительные характеристики преобразователя, электромеханические характеристики привода.

Был рассчитан минимального угла инвертирования, для предотвращения опрокидывание инвертора.

Были рассчитаны энергетические показатели и коэффициент полезного действия преобразователя, по результатам расчетов были выполнены построения. Построены временные диаграммы работы вентильного преобразователя.

Библиографический список

1. Ваняев В.В. Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Электронные и преобразовательные устройства" для студентов специальностей 1804, 01807, 1808 всех форм обучения./НГТУ. Нижний Новгород, 2001.-54с.

2. Герасимов В.Г. Электротехнический справочник. Т 2 Электротехнические изделия и устройства. /М.: Издательство МЭИ 1998.-518с.

3. Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Недошивин Р.П. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. 2-е издание переработанное идополненное./М.: Энергоатомиздат 1985.-400с.

4. Руденко В.С., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники. 2-е издание переработанное и дополненное., Сенько В.И./М.: Высшая школа 1980.-424с.

5. Беркович Е.И., Ивенский Г.В., Иоффе Ю.С., Матчак А.Т., Моргун В.В. Тиристорные преобразователи частоты для электро-технологических установок./Л.: Энергоатомиздат 1983.-208с.

6. Елисеев В.А., Шинянский А.В. Справочник по автоматизированному электроприводу./М.: Энергоатомиздат 1983.-616с.

7. Копылов И.П. Электрические машины. 4-е издание исправленное./М.: Высшая школа 2004.-608с.

8. Глух Е.М. Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей., /М.: Энергоатомиздат 1982.-500с.

9. Замятин В.Я., Кондратьев Б.В., Петухов В.М. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры. Справочник../М.: Радио и связь 1987.-700с.

10. Солодухо Я.Ю. Тиристорный электропривод постоянного тока./М.: Энергия 1971.-300с.

11. Резисторы. Справочник. Дубровский В.В./М.: Радио и связь 1987.-528с.

12. Конденсаторы. Справочник. Горячева Г.А./М.: Радио и связь 1987.-600с.

13. Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник. Перельмутер В.М./М.: Энергия 1988.-600с.

Приложение

где ГОН - генератор опорного напряжения;

ЗУ - задающее устройство;

К - компаратор;

ФИ - формирователь импульсов;

ВУ - выходное устройство.

Устройство управления работает следующим образом.

ГОН вырабатывает переменное пилообразной или косинусоидальной формы, синхронизированное с напряжением питающей сети U1.

Опорное напряжение поступает в компаратор К, где сравнивается с сигналом управления UУ с выхода задающего устройства. Сигнал управления представляет собой периодический сигнал, регулируемой амплитуды и определяющий соответствующие параметры выходного напряжения ПЧ.

В момент выполнения условия UОП = UУ компаратор генерирует импульсный сигнал, который формируется ФИ до заданной длительности. Узел ВУ формирует сигналы Uyvs, подаваемые на управляющие электроды тиристоров с параметрами, обеспечивающими надежное их включение. При изменении UУ момент срабатывания К изменяется, изменяется фаза импульса управления, то есть угол управления б и, следовательно, величина выходного напряжения ПЧ.

Размещено на Allbest.ru

...