3. Выбор и расчет силового тиристорного преобразователя.

Выбор силового тиристорного преобразователя Преобразовательное устройство, являющееся одним из важнейших

звеньев автоматизированного электропривода, служит для преобразования и усиления сигнала управления до величины, достаточной для управления двигателем.

Расчет проводим по трехфазной симметричной мостовой схеме, изображенной на рис 1



Рисунок 2.2 – Трёхфазная симметричная мостовая схема

U_d – среднее значение выпрямленного напряжения, В;

I_d – выпрямленный ток;

I_1А, I_1В, I_1С, – средние значения токов трехфазной первичной обмотки трансформатора;

I_2А, I_2В, I_2С, – средние значения токов трехфазной вторичной обмотки трансформатора;

VS1 ... VS6 – Управляемые вентили.

При выборе комплектного тиристорного преобразователя необходимо чтобы напряжение преобразователя соответствовало номинальному напряжению двигателя, а отношение номинальных токов преобразователя и двигателя удовлетворяло условию .

Согласно этому условию выбираем тиристорный преобразователь БТУ 3601– 4827Д УХЛ4, предназначенное для управления электроприводами главного движения станков. Это устройство со статическими полупроводниковыми преобразователями имеет следующие параметры:

Исполнение по номинальному току 630 А

Исполнение по номинальному выпрямленному напряжению ………..230 В Исполнение по переменному напряжению ……………………………380 В

Частота сети 50, 60

---

Гц

Климатическое исполнение УХЛ

Категория размещения 4

Номинальный ток выбранного тиристорного преобразователя много больше номинального тока выбранного двигателя, т.е. I_d.ном /I_д.ном >1. Таким образом, преобразователь и двигатель подобраны правильно, что подтверждается выполнением поставленного условия.

Расчёт параметров силового трансформатора. Определим теоретическое значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора, питающего трехфазный управляемый выпрямитель.

94,017 В

где К_СХ = 2,34 – коэффициент усиления схемы.

U_d0 = 220 В – среднее значение выпрямленного напряжения Требуемое значение фазного напряжения U_2ф с учетом необходимого запаса.

U_2ф = К_U∙К_R ∙U'_2ф = 1,1∙1,05∙94,017 = 108,59 В,

где К_U = 1.1 – коэффициент запаса по напряжению

К_R = 1 .05 – коэффициент запаса за счет перекрытия токов. Требуемое линейное напряжение обмотки



Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

I₂ = K_T2∙K_i∙I_d = 0,82∙1,1∙510 =460,02 А ,

где K_T2 = 0,82 – коэффициент схемы;

K_i =1,1 – коэффициент, учитывающий отношение формы анодного тока вентилей от прямоугольной;

I_d = 510 А – среднее значение выпрямленного тока на нагрузке. I_d принимаем равным номинальному току двигателя I_d = I_н = 510 А. Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора

---

= 242, 15 А ,

где К_Т1 =0,82 – коэффициент тока первичной обмотки;

K_TР =1,727 – коэффициент трансформации.

Мощность выпрямленного тока

P_d = I_d ∙U_d0 = 510∙220 = 112200 Вт.

Расчетная типовая мощность силового трансформатора



где К_M = 1,045 – коэффициент повышения расчетной мощности трансформатора, зависящий от схемы выпрямления.

По требуемой мощности и напряжению выбираем трансформатор типа ТТ-11, первичное линейное напряжение U_1Л = 380 В, мощность S^'_T= 160 кВА, номинальная выходная мощность Р_2Н = 150,4 кВА, потери короткого замыкания ΔР_КЗ = 205÷300 Вт, напряжение короткого замыкания U_КЗ = 8 % линейное напряжение вторичной обмотки U_2Л = 208 В.

Выбор вентилей.

Вентили выбираем по среднему значению выпрямленного тока с учетом возможной перегрузки двигателя и по максимальному значению обратного напряжения.

Максимальное значение выпрямленного тока

I_m = 2∙I_н = 2∙510 = 1020 А.

Среднее значение тока через вентиль



где m= 3 – число фаз выпрямителя.

Действительная величина среднего значения выпрямленного напряжения при α = 0 и питании выпрямителя от выбранного трансформатора



Расчетная максимальная величина обратного напряжения, прикладываемого к вентилю

U'_oб.m = К_В.Т.∙U_d0= 1.05∙281 = 295,05 В.

Максимальная величина обратного напряжения с учетом необходимого запаса

U_oб.m = (1,3 ... 1,5)∙U'_oб.m = 1,5∙295,05 = 442, 575 В.

По полученным параметрам I_в.ср и U_oб.m выбираем вентили типа

КР-1000: повторяющееся импульсное обратное напряжение U_oб.П = 5000 В, максимальная величина среднего тока в открытом состоянии I_{ос.ср.max} = 1000 А. Напряжение управления Uу = 500 В; Ток управления Iу = 2500 мА; Время включения tвкл = 20 мкс; Время выключения tвыкл = 70..150 мкс.

---

В применении типовых охладителей нет необходимости, так как выбранные тиристоры удовлетворяют нагрузочным способностям при эксплуатации.

3. Анализ свойств силовой части системы тиристорный преобразователь-двигатель.

При подключении двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТНВ) к тиристорному преобразователю необходимо учитывать особенности этого индивидуального источника питания, которые проявляются в силовой цепи двигателя увеличением его сопротивления, в результате жесткости механической и электромеханической характеристик системы ДПТНВ снижаются по сравнению с жесткостями естественных характеристик двигателя.

Следовательно, при изменении нагрузки на валу двигателя изменение скорости будет превышать заданную величину еще больше, чем при питании ДПТ НВ от источника бесконечно большой мощности.

1. 
   Суммарная индуктивность якорной цепи.
   

Суммарная индуктивность якорной цепи складывается из индуктивности обмотки якоря двигателя L_Я и индуктивности фазы трансформатора, приведенной к цепи выпрямленного тока L_Т.

L_∑ = L_Я + L_Т (2.18)

Индуктивность якоря двигателя

L_Я = 8∙U_н/(р∙I_н∙n_ном ) = 8∙220/(2∙33∙3000) = 0,0088 Гн. Индуктивное сопротивление трансформатора

Х_Т = U_L∙U_2ф/I₂ = 0,095∙108,59/29,766 = 1,178 Ом,

где U_L = 0,095 – индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора в относительных единицах.

Индуктивность фазы трансформатора, приведенная кnцепи выпрямленного тока

L_T = Х_Т/ω_ном =1,178/314,16 = 0,00375 Гн.

Таким образом, суммарная индуктивность якорной цепи L_∑ = L_Я + L_Т = 0,0088 + 0,00375 = 0,01255 Гн.

При питании двигателя от тиристорного преобразователя в якорной цепи может иметь место ток

---

, при котором увеличиваются потери в двигателе и механические характеристики привода становятся мягкими. Для уменьшения области прерывистых токов индуктивность якорной цепи необходимо увеличить.

Действующее значение переменной составляющей выпрямленного напряжения

U_п = К'_п∙U_d0 = 0,246∙281 = 69,126 В ,

где К'_п = 0,246 – коэффициент схемы (рис. 2.2).

Требуемая суммарная величина индуктивности якорной цепи, обеспечивающая непрерывность тока

L_тр > U_п /(m∙I_min∙ω_ном ) = 69,126/(3∙3,3∙314,16) = 0,0222 Гн ,

где I_min = 0,1∙I_н = 0,1∙33 = 3,3 А. – минимальное значение непрерывного тока двигателя.

Принимаем L_тр = 0,025 Гн.

Сравнивая суммарную индуктивность якорной цепи с величиной требуемой индуктивности (замечаем, что L_∑ < L_тр) и приходим к выводу, что целесообразно установить в якорную цепь сглаживающий дроссель с индуктивностью

L_др = L_тр – L_∑ = 0,025 – 0,01255 = 0,01245 Гн.

2. 
   Суммарное активное сопротивление силовой цепи двигатель-тиристорный преобразователь.
   

Суммарное, активное сопротивление якорной цепи

R_∑ = R_яц + R_др + R_п (2.19) Эквивалентное сопротивление якорной цепи

R_яц = α∙(R_я+ R_д+ R_С) + R_щ =1,3∙(0,37 + 0,12 + 0,007) + 0,061 = 0,7071 Ом ,

где α = 1,2 … 1,3 – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления обмоток при нагревании. Принимаем α = 1,3 ;

R_щ = 2/I_н = 2/33 = 0, 061 Ом – сопротивление щеток;

R_др = 0,05 Ом – активное сопротивление обмотки сглаживающего дросселя;

При определении активного сопротивления преобразователя R_п необходимо учитывать схему управляемого выпрямителя. В выбранной нами мостовой трехфазной схеме одновременно работают два вентиля

---

Смотрите также файлы

• Гигиена детей подростков.odt

• Правотворческий процесс.docx

• Сравнительный анализ примерных рабочих программ начального общего образования и действующих программ по предмету Сравнительный анализ примерной рабочей программы начального общего образования Русский язык.docx

• Вычислите процентную (С %), молярную (См)нормальную (Сн), моляльную (См) концентрации раствора Н3РО4, полученного при растворении 18 г кислоты в 282 см3 воды, если плотность его 1,031 гс Чему равен титр (Т) этого раствора.docx

• Дальневосточный государственный университет путей сообщения Кафедра Организация перевозочного процесса и безопасность на транспорте.docx