Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Расчет тиристорного преобразователя



Введение

Выполнение курсовой работы по дисциплине «Электроника» осуществляется учебной дисциплины и с целью:

- систематизации и закрепления полученных теоретических знаний и практических умений;

- углубления теоретических знаний;

- развития навыков анализа, ведения самостоятельной работы;

- формирования имения использовать справочную и нормативную документацию.

Выполняя курсовую работу надо:

- изучить и проанализировать научную и справочно-информационную литературу;

- обосновать и выполнить необходимые расчеты;

- оформить курсовую работу в соответствии с приведенными ниже требованиями;

1. Техническое задание на проектирование

Требуется рассчитать силовую схему тиристорного преобразователя для привода постоянного тока. (электродвигателя).

Линейное напряжение питающей сети U_л=380В, частота f=50 Гц

Основные параметры и тип электродвигателя приведены в таблице №1

Данные преобразователя приведены в таблице №2

Таблица №1. Основные параметры и тип электродвигателя

№ варианта	1и11	2и12	3и13	4и14	5и15	6и16	7и17	8и18	9и19	10и20
Тип двигателя	2ПН 132L	2ПБ 160L	2ПБ 160L	2ПБ 160М	2ПН 160L	2ПН 1160М	2ПН 180L	2ПН 180М	2ПН2220L	2ПН 200М
Рн, кВт	5,5	5,3	7,5	6	16	18	10	15	30	13
nН, об/мин	1500	1630	2230	2130	2320	3140	970	1500	1500	1090
UЯН, В	220	110	220	110	220	220	110	220	220	110
IЯН, А	30,4	54,7	37,9	62	80,5	92	105	76,5	150	135
Сопр. обмотки (200С), Ом	RЯ.ОБМ	0,322	0,044	0,096	0,037	0,044	0,037	0,042	0,084	0,031	0,026
	Rдп	0,270	0,031	0,073	0,024	0,031	0,024	0,03	0,057	0,02	0,016
Число пар полюсов, р	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
КПД,н%	80,5	85,5	88	85,5	85,5	87	82,5	85,5	88,5	84

Таблица №2. Данные преобразователя

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Максимальный угол регулирования	600	650	700	750	800	600	650	700	750	800
Допустимый уровень пульсации тока якоря, iп, %	1	2	2,5	3	1	1,5	2	2,5	3	4
Исполнение преобразователя	Реверсивное, 2 комплектное с совместным управлением	Реверсивное, 2 комплектное с раздельным управлением
Форма опорного напряжения СИФУ	Синусоидальная	Пилообразная	Треугольная
№ варианта	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Максимальный угол регулирования	600	650	700	750	800	600	650	700	750	800
Допустимый уровень пульсации тока якоря, iп, %	1,2	1,5	2,25	35	1,2	2	2,25	2,8	3,3	3,5
Исполнение преобразователя	Реверсивное, 2 комплектное с совместным управлением	Реверсивное, 2 комплектное с раздельным управлением
Форма опорного напряжения СИФУ	Синусоидальная	Пилообразная	Треугольная

Номинальные значения напряжения U_dн и тока I_dн преобразователя соответствует номинальным значениям напряжения U_ян и тока I_ян электродвигателя.

Внешние характеристики преобразователя и скоростные электродвигателя рассчитываются для двух значений углов регулирования - б_min и б_max.



2. Расчет и выбор элементов тиристорного преобразователя

2.1 Выбор силовой схемы преобразователя

тиристор индуктивность преобразователь дроссель

Силовая схема управляемого тиристорного преобразователя (ТП) используется в качестве выпрямителя или инвертора.

Однофазные схемы являются несиметричной нагрузкой трёхфазной цепи и создаёт большие, по сравнению с трёхфазными схемами пульсаций тока и напряжения нагрузки. Выбираем трёхфазную схему Ларионова (мостовая).

Трехфазная мостовая схема Ларионова (рис. 3.1, D), обладает достаточно жесткой внешней характеристикой. Она имеет достаточно высокий коэффициент использования типовой мощности трансформатора. По сравнению с трёхфазной нулевой схемой, она имеет большее количество вентилей, но она обеспечивает меньше пульсаций и меньшие обратные напряжения, меньше значения действующих анодных токов и обратных напряжений, имеет более высокий коэффициент мощности. Меньшую зону прерывистых токов, что важно для реверсивных схем с разделительным управлением.



Таблица №3

Схема выпрямителя	Кс Е2ф/Uбн	К0 Uвм/Uбн	К1 I2/Iбн	Кs Sт/UбIб	М2	М	А
Трёхфазная мостовая	0,427	1,05	0,82	1,05	3	6	2

2.2 Расчет силового трансформатора

Силовой трансформатор необходим для согласования напряжения питающей сети с напряжением двигателя.

Расчетное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора U_2ф выбирается из заданных условий работы нагрузки с учетом возможного понижения сети и допустимых токовых перегрузок:

U_2ф = К_СК_UК_аК_RU_бH,

где К_С - коэффициент схемы (табл. 3), равный отношению теоретической ЭДС вторичной обмотки силового трансформатора Е_2ф к среднему значению выпрямленного напряжения U_бн;

K_U - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения в сети. Значение коэффициента принимается равным K_U = 1,05 - 1,1 [4];

К_а - коэффициент запаса, учитывающий снижение напряжения на выходе выпрямителя за счет ограничения угла открывания тиристора в реверсивных преобразователях с совместным управлением К_б = 1,05 - 1,1 - для реверсивных схем с согласованным управлением. Для нереверсивных и реверсивных схем с раздельным управлением К_а=1;

К_R - коэффициент, учитывающий падение напряжения на вентилях и обмотках трансформатора, а также наличие углов коммутации, К_R = 1,05;

U_бн - номинальное значение напряжения на нагрузке



U_бн = U_лн = 220 В

U_2ф =0,427·1,1·1,1·1,05·220 =119,35 В

Действующее значение линейного тока вторичной обмотки трансформатора, А:

где К₁ - коэффициент тока, зависящий от схемы выпрямителя, значение которого приведено в табл. 3;

К_З - коэффициент запаса по току, учитывающий возможную перегрузку преобразователя. В зависимости от характера нагрузки К_З = 1,05 2,5;

К_i - коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока тиристора от прямоугольной. По экспериментальным данным принимается К_i =1,05 - 1,1;

I_бн - номинальный ток нагрузки, на стороне выпрямленного напряжения. I_бн = I_лн =105 А.

I_2л =0,82·1,5·1,1·76,5=103,5А

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора, А,

,

где:

К_ТР = - коэффициент трансформации трансформатора

К_ТР == 1,84

I_1л =103,5/1,84 =56,25 А

Расчетная типовая мощность силового трансформатора, кВ·А,

,

где S_T - теоретическое значение типовой мощности трансформатора,

S_T=К_S ·U_бн· I_бн,

К_S - коэффициент схемы по мощности (табл. 3.1);

I_бн - среднее значение выпрямленного тока, равное номинальному току двигателя;

U_бн - среднее значение выпрямленного напряжения, равное номинальному напряжению двигателя.

S_T = 1,05·220·76,5 =17672 В·А

S_рас =17672·1,1²·1,1²·1,05·1,1·10^-3 =31,3 кВ·А

По полученному значению расчетной мощности выбирают силовой трансформатор (принимают ближайший больший по мощности), наиболее близкий по техническим характеристикам расчетному, из условия

Из таблицы №1 [15] выбираем трансформатор ТСЗП -25/0,7. данные трансформатора приведены в таблице №4.



Данные трансформатора ТСЗП -25/0,7

Тип трансформатора	Номинальная мощность Sн кВ·А	Номинальное Напряжение, В	Потери Вт	Напряжение короткого замыкания, % от Uн	Ток холостого хода% от I2н	Схема соединения обмоток
		Первичное U1	Вторичное U1	Холостого хода	Короткого замыкания
ТСЗП -40/0,66	40	380	230	200	800	4,5	4	Y/Y0

Активное сопротивление фазы вторичной обмотки трансформатора, Ом, определяется

Ом; (3.5)

где:

- полное сопротивление фазы трансформатора в режиме короткого замыкания.

- напряжение короткого замыкания трансформатора (то напряжение, при котором в режиме короткого замыкания ток трансформатора становится равным току в номинальном режиме).

(В)

где: Uн1 - номинальное напряжение трансформатора Uн1=380В

I_1н - ток первичный трансформатора.

I_1н= S_н·10^-3 / 3·U_1н

Где: Sн, U_1н - мощность и первичное напряжение трансформатора

I_1н =40000 / 3· 380 =35,08 А

Активное сопротивление фазы вторичной обмотки трансформатора:

U_к = 17,1 В

Активное сопротивление фазы трансформатора в режиме короткого замыкания, которое включает в себя активное сопротивление первичной и вторичной обмоток трансформатора.

R_{фк тр}=Z_{фк тр}•cosШ_к

Где:

cosШ_к - коэффициент мощности трансформатора в режиме короткого замыкания

cosШ_к =

cosШ_к = 1,69

R_{фк тр} = 0,49•1,69=0,82 Ом

Принято считать, что для двухобмоточного трансформатора (т.е. у которого на фазу приходится две обмотки высокого и низкого напряжения):

R_{ф тр1} = R_{ф тр2}

Тогда:

R_{ф тр2} =

Где:

К_тр - коэффициент трансформации трансформатора



К_тр = 1,73

R_{ф тр2} = = 0,27 Ом

Действующее значение фазного тока вторичной обмотки

I_2фн = 60,6 А

Индуктивность фазы вторичной обмотки, Гн, рассчитывают по формуле:

Х_{фк тр} =

Где:

Z_{фк тр}, R_{фк тр} - полное активное сопротивление обмоток трансформатора

Х_{фк тр} = 0,96 Ом

Реактивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора

Х_{фк тр2} =

Х_{фк тр2} = 0,32 Ом

L_2фтр =

L_2фтр = 10,19•10^-4 Гн



Индуктивность трансформатора

L_тр =

Где:

f - частота сети f=50 Гц

L_тр = 30,5•10^-4 Гн

2.3 Выбор тиристоров

Выбор тиристоров производится по среднему значению тока и максимальному значению обратного напряжения.

Требуемое среднее значение тока I_В тиристора с воздушным охлаждением, с учетом пусковых токов и условий охлаждения, определяется по формуле:

где K_Зi = 2 2,5 - коэффициент запаса, учитывающий пусковые токи;

K_охл - коэффициент, учитывающий условия охлаждения.

При скорости охлаждающего воздуха V =12 м/с K_охл = 1; при V = 6 м/с K_охл = 1,4;

а при V = 0 К_охл = 2,5;

I_dн - номинальный ток нагрузки (двигателя);

m₂ - число фаз вторичной обмотки трансформатора

I_в = 51 А

Выбор номинального тока тиристора I_вн осуществляют по условию

Выбираем тиристор Т - 100 с I_нв = 100 А

Характеристики тиристора приведены в таблице №5

Выбранный тиристор проверяют на устойчивость при коротком замыкании на стороне постоянного тока по формуле

где - ток короткого замыкания;

U_K% - напряжение короткого замыкания согласующего трансформатора или сети после токоограничивающего реактора;

15 - кратность допустимого кратковременного тока через тиристор.

I_к = 60,6 =1346,7 А

15 - кратность допустимого кратковременного тока через тиристор.

I_вн = 100 А ? = 89,7 А

Максимальная величина обратного напряжения, прикладываемая к вентилю, определяется по формуле, В,

U_ВM = K₀U_dн,

где K₀ - коэффициент схемы (см. табл. 3).

U_ВР = 1,05•220=231 В

Расчетное максимальное обратное напряжение на тиристоре, В,

U_ВРМ = К_U К_б К_R U_ВМ.



К_u=1,1 K_a =1,1 Kr =1,05

U_ВРМ = 1,1•1,1•1,05•231 = 293,49 В

Класс тиристора, характеризующий собой величину рабочего обратного напряжения, определяют делением U_ВРM на 100 и выбирают с запасом.

U_ВРМ /100 = 293,49/100 = 2,9349

Выбираем тиристор 2 класса

Таблица №5

Параметры	Т100
Предельный ток	100
Предельный ток тиристора с типовым охладителем при скорости обдува м/с V=0	100
Ударный ток Iуд. А, при длительности 10 мс и температуре структуры 125оС	3000
Повторяющееся напряжение Uп, В	50±1200
Отпирающий ток управления мА, при температуре структуры 20оС и Uу = 12 В не более	300
Отпирающее напряжение Uу, В, при t =25оС Uу = 12 В не более	7
Защитный показатель Wв, А2•с, при длительности импульса тока 10 м/с и to структуры о С 25	51200
125	45000

2.4 Расчет ударного тока тиристора индуктивности и выбор токоограничивающего реактора

В анодные цепи преобразователей последовательно с трансформаторами включают реакторы, которые совместно с индуктивностью рассеяния трансформатора ограничивают аварийные токи (действующие значения установившегося тока короткого замыкания), в пределах допустимого

Допустимый ударный ток I_УД одного вентиля является одним из основных параметров тиристора (см. табл. П З).

Периодическая составляющая ударного тока, А,



,

где К_У = 1,3 - ударный коэффициент.

I_п = 1639,3 А

Величина требуемого реактивного сопротивления в фазе, Ом,

Х_тн = 0,06 Ом

Требуемая индуктивность фазы, мГн,

.

L_ф = 1,9•10^-4

Реактивное сопротивление токоограничивающего реактора при последовательном соединении со вторичной обмоткой трансформатора, Ом,

Х_Р = Х_Ф - Х_ФТР,

где Х_ФТР индуктивное сопротивление фазы трансформатора.

Х_Р = 0,06-0,96 = -0,9 Ом

Так, как I_кз достаточно ограничивается полным сопротивлением трансформатора, токоограничевающий реактор не требуется.



2.5 Расчет индуктивности и выбор сглаживающего дросселя

Особенностью реверсивных тиристорных преобразователей с совместным управлением является одновременная работа обоих комплектов преобразователя. Один работает в выпрямительном режиме, другой - в инверторном. Из-за различия мгновенных значений напряжений в контуре, образованном вентильными группами, появляется неуравновешенное напряжение, под действием которого протекает ток, минуя цепь нагрузки. Этот ток называется уравнительным.

Благодаря наличию уравнительных токов преобразователи не имеют зоны прерывистого тока, что определяет однозначность их внешних характеристик и отсутствие скачков напряжения и скорости при переходе из выпрямительного режима в инверторный и обратно.

С другой стороны, уравнительный ток создает дополнительные потери в вентилях и обмотках трансформатора. и в ряде случаев приводит к аварийным режимам. Для ограничения этих токов применяются уравнительные реакторы. Активные сопротивления обмоток трансформатора и уравнительных дросселей практически не влияют на величину уравнительного тока.

Индуктивность уравнительного контура, необходимая для ограничения уравнительного тока, Гн,

где - амплитудное значение одного напряжения вторичной обмотки трансформатора для нулевых схем выпрямления;

- амплитудное значение линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора для мостовых схем;

КУ - расчетный коэффициент, равный 0,65 для трех фазных схем выпрямления с нулевым выводом и 0,18 для трехфазных мостовых схем;

f = 50 Гц - частота питающей сети;

IУР = (0,1 - 0,3) Idн - среднее значение уравнительного тока при угле управления, равном 900 (уравнительный ток при этом максимальный), А.

В

А

Гн.

Величина уравнительного тока ограничивается суммарной индуктивностью уравнительных дросселей и индуктивностью рассеяния обмоток трансформатора уравнительного контура.

Индуктивность каждого ненасыщающего дросселя

Индуктивность насыщающего дросселя

Уравнительные дроссели выбирают из условий



Выбираем сглаживающий дроссель типа СРОС 63/0,5 У4, Т4 (сглаживающий реактор однофазный, охлаждение естественное)

Таблица №6. Данные дросселя в таблице №6

Тип реактора	Номинальный ток, А	Номинальная индуктивность, Гн	Падение напряжения, ?Uдр, В
СРОС63/0,5 У4, Т4	200	0,004	1,7



3. Расчет и выбор элементов защиты тиристорных преобразователей

3.1 Автоматические выключатели

Автоматический выключатель выбирается по номинальным параметрам силовой части преобразователя (току и напряжению), с учетом его коммутационной способности.

У ставки защит автоматического выключателя, установленного на первичной стороне силового трансформатора, рассчитывают следующим образом.

Действующее значение установившегося тока короткого замыкания, А

,

где - I_1фн - номинальный ток первичной обмотки силового трансформатора;

U_К% напряжение короткого замыкания трансформатора.

I_1кз = 1250 А

Ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя

I_УЭМ < I_1КЗ

Ток уставки теплового расцепителя



I_УТ = (1,2 - 1,3) I_1ф,

где - фазный ток первичной обмотки трансформатора;

I_dн - номинальный ток двигателя;

=3,3 - коэффициент трансформации,

К_I, К_З, К_i - коэффициенты схемы, которые взяты из табл. 3.

I_1ф = 41,9 А

I_ут = 1,3•41,9=59,8 А

Выбираем автоматический выключатель типа А3710Б

Номинальный ток расцепителя Iнр	80 А
Пределы регулирования номинального тока Iн	63 А
Номинальная установка при перегрузки	1,25 Iн
Пределы регулирования тока при к.з. переменного тока	10 Iнр

3.2 Средства защиты от перенапряжений

Для защиты тиристорных преобразователей от коммутационных перенапряжений применяют RC цепочки, включенные параллельно тиристорам (R₁ и С₁ на рис. 4.2)

Величина емкости RC цепочек определяется по формуле:

,



где С₁ - емкость, мкФ;

- ток, протекающий через тиристор перед началом коммутации, А

I_dн - номинальный ток электродвигателя

m₂ - коэффициент схемы (табл. №3)

I_в = 25,5 А

U_ВM - максимальное допустимое обратное напряжение тиристора, В.

С₁ = = 1,1 мкФ

Чтобы поддержать разрядный ток С₁ в допустимых пределах от 10 до 50 А (для обычных коммутационных конденсаторов и тиристоров с допустимым средним значением тока не менее 50 А) сопротивление R₁ допускается выбирать в омах. численно равным от 0,02 до 0,1 от наибольшего прямого напряжения на вентиле.

R₁ =0,1•U_dн = 0,1•220 = 22 Ом

Для защиты от перенапряжений при отключении ненагруженного трансформатора в большинстве тиристорных преобразователей применяются электролитические конденсаторы, включенные последовательно с резисторами на выходе вспомогательного трехфазного выпрямителя на маломощных диодах VD1-VD6 (R₂, R₃ и C₂ на рис. З; 2). Величина емкости конденсатора С₂, мкФ, рассчитывается по формуле.



где I_м - намагничивающий ток силового трансформатора, %; I_м =2.5

номинальный вторичный ток трансформатора, А; I_2н=60,6 А

U_2H - номинальное вторичное линейное напряжение трансформатора, В; U_2H = 220 В.

К_Н - допустимая кратность возрастания напряжения на вентилях, К_Н = 1,25 1,5.

С₂ = 26,44 ?100 мкФ

Номинальное напряжение электролитических конденсаторов должно быть больше амплитуды выпрямительного напряжения.

Резистор R₂ должен ограничивать ток через вентили диодного моста при включении.

Величина резистора R₂ может быть определена из соотношения, Ом,

Здесь L_ФТР - индуктивность фазы вторичной обмотки трансформатора, Гн; L_ФТР =30,5•10^-4 Гн

С₂ - ёмкость цепи защиты, мкФ

R₂ ?156,39 Ом

Ближайшее стандартное сопротивление 160 Ом. Принимаем R₂ =160 Ом

Диоды моста выбираются (по справочнику [13]) по среднему значению прямого тока вентиля I_В, А, и максимально допустимой величине обратного напряжения U_Bm, В:

где: К_с - коэффициент схемы К_с =0,427

I_в = 1,09 А

U_ВМ =538,88 В

Выбираем диоды Д 247

I_{пр ср} =10 А; U_обр =600 В

Величину разрядного резистора R₃ выбирают из соотношения, Ом,

где: С₂ - ёмкость разрядной цепи, мкФ

R₃ = 20000 Ом = 20 кОм

Мощность резисторов Р_R2 и P_R3 определяется по условиям надежности по формулам:

P_R2 = 601,14 Вт

P_R3 = 1229,04 Вт

Из ближайших стандартных значений мощности резисторов выбираем мощность P_R2 = 1,2 Вт; P_R3 = 32 Вт



4. Статические характеристики тиристорных преобразователей

Функциональная схема разомкнутой системы «Управляемый вентильный преобразователь - двигатель» состоит из следующих составных частей:

Рис. 4.1

СИФУ системы импульсно - фазового управления;

СЧ - силовой части преобразователя;

М двигателя.

На рисунке используются следующие обозначения:

U_y управляющие напряжение на входе СИФУ;

угол управления тиристорами;

U_dб среднее значение выпрямленного напряжения;

Х_вых выходная координата двигателя (частота вращения, угол поворота вала, момент и др.)

При исследовании статических режимов тиристорных преобразователей значительное место отводится расчету и построению регулировочных характеристик: силовых схем преобразователей и вентильных преобразователей совместно с СИФУ, а также внешних характеристик преобразователя и электромеханических характеристик двигателя в разомкнутой системе. Эти характеристики определяют возможности работы тиристорного электропривода и являются основанием для анализа и расчета замкнутых систем автоматического управления и выбора оборудования.

4.1 Регулировочные характеристики силовых схем преобразователей

Регулировочная характеристика представляет собой зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от угла, соответствующего напряжению до угла . В случае активной нагрузки () уравнения регулировочной характеристики (в зонах непрерывного и прерывистого тока) для нулевых и мостовых симметричных схем имеют вид [5]:

где m число пульсаций выпрямленного напряжения за период напряжения сети.

Е В случае активной нагрузки () уравнения регулировочной характеристики (в зонах непрерывного и прерывистого тока) для нулевых и мостовых симметричных схем имеют вид:



где m число пульсаций выпрямленного напряжения за период напряжения сети.

Еdо - мах значение ЭДС преобразователя при б=0

Еdо =

Где: U_2ф - действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора.

К_с - коэф - т схемы (таблица 3)

Еdо = 515,22 В

Значения граничного угла управления, при котором ток начинает прерываться (работа на активную нагрузку), определяются из выражения

d_гр =1,57-0,52=1,05 (60^о)

Угол регулирования , при котором выпрямленное напряжение равно 0, определяется из формулы

d_о =1,57+0,52=2,1 (120^о)

Среднее значение выпрямленного напряжения при d=



Еdа = 270 В

Аналогично рассчитываем среднее значение выпрямленного напряжение для d=,, 2, полученные данные сводим в таблицу №7 и строим график зависимости Udа = f(d)

Таблица №7

d
Еda / Еda	1	0,5	0,13	0

4.2 Регулировочные характеристики тиристорных преобразователей

Результирующая регулировочная характеристика преобразователя представляет собой зависимость ЭДС преобразователя от напряжения управления и определяется регулировочными характеристиками силовой части и СИФУ преобразователя.

При наиболее широко используемом вертикальном принципе построения СИФУ вид регулировочной характеристики преобразователя зависит от формы опорного напряжения U₀ генератора опорного напряжения (ГОН) СИФУ.

Уравнение Еda = f(U_у) для СИФУ с треугольной характеристикой ГОН.

где:

U_M0 - максимальная величина опорного напряжения СИФУ принятая на практике равной 10 В

U_у - отрицательное напряжение тиристора

Eda =515,22 sin () = 458,93 В

Аналогично рассчитываем среднее значение Eda в зависимости от U_у, результаты сводим в таблицу и строим регулировочные характеристики преобразователя f(U_у)

Таблица №8

Uу/Uмо	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
Еda/Еdo	0,17	0,3	0,5	0,66	0,79	0,9	1	1,06	1,1	1,12



4.3 Внешние характеристики тиристорных преобразователей

Эквивалентное сопротивление преобразователя, содержащего в силовой цепи якорную цепь двигателя, уравнительные и сглаживающие дроссели и работающего в режиме непрерывного тока находят по формуле

где R_ТР сопротивление трансформатора

R_X эквивалентное сопротивление

R_ДР - активное сопротивление уравнительных и сглаживающего дросселей

R_Я активное сопротивление якорной цепи двигателя

R_ТР = 0,3 Ом (раздел 2.1)

R_X =



Где: m - число пульсаций выпрямленного напряжения (таблица 3.1) m = 6

Х_тр - индивидуальное сопротивление трансформатора (раздел 2.1) L_тр =30,5•10^-4 Гн

f - частота сети f = 50 Гц

R_X =6•50•30,5•10^-4 =0,92 Ом

R_{ДР =}

Где: ?U_др падение напряжение на дросселе.

?U_др = 1,7 В

I_нd = ток дросселя I_нd = 200А

R_ДР = 0,02 Ом

Сопротивление якорной цепи двигателя, приведенное к рабочей температуре,

,

где U_ЯН номинальное значение напряжения якоря, В;

I_ЯН - номинальный ток двигателя, А;

Р_Н - номинальная мощность двигателя, Вт

R_э =0,82+0,92+0,02+1,44 =3,2 Ом

Среднее значение выпрямленного напряжения

Udа =Еdо • cosd

Еdо = 515,22 В значение максимального ЭДС при d = 0

I_dн = номинальный ток двигателя I_нд = 76,5 А

R_э • I_dн = 244,8

U_da =E_do• cos 0^o =515,22•1 =515,22 В

U_da =E_do• cos 45^o = 515,22• 0,71 = 365,8 В

U_da =E_do• cos 90^o =515,22• 0 = 0 В

U_da =E_do• cos 135^o =515,22• (-0,71) = -368,8 В

Строим внешнею характеристику тиристрного преобразователя.



4.4 Электромеханические характеристики двигателя

Скоростная характеристика двигателя в зоне непрерывных токов

W =

I_d =

Где: л - длительность тока ? л ? 0; 1,1 ? л ? 0

f - частота сети f = 50 Гц

Ld - индуктивное сопротивление дросселя

Ld = 37,83•10^-4 Гн

С - коэффициент электродвигателя

С = 101,5 1/с (раздел 2.5)

при л = 0

W = 0

I_d =1,9 (-0,33)• 0 при л = 0,5

W = 0,5

I_d =1,9 (0,33)•53 A

при л =1



W = 1

I_d =1,9 • (-0,33)•11 А

Строим электротехническую характеристику



5. Коэффициент полезного действия преобразователя

Значением КПД в системе ТП-Д зависит, как от нагрузки двигателя на валу так и от скорости при регулирований. В случае постоянного момента на валу (Id - const) со снижением скорости будет иметь место уравнение КПД:

где частота вращения двигателя в относительных единицах;

частота вращения двигателя на холостом ходу, с^-1.

з_ТП-Д =0,74

з_ТП-Д =0,7

з_ТП-Д =0,6

з_ТП-Д = 0,5

з_ТП-Д = 0,4

Строим график зависимости КПД системы ТП - Д от частоты вращения при номинальной нагрузке на валу двигателя.



Литература

тиристор индуктивность преобразователь дроссель

1. Горбачёв Г.Н., Чапичин Е.Е. Промышленная электроника. - М. Энергоиздат. 1998

2. Справочник по преобразовательной технике Под ред. И.М. Читенко. - Киев: Техника, 1978

3. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный привод. М.: Энергия, 1969

4. Найден В.А. и др. Системы постоянного тока на тиристорах. - М; Л: Энергия, 1966

5. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для ВУЗов. - М: Высшая школа, 1982

Размещено на Allbest.ru

...