Рисунок 3 – Схема тиристорного преобразователяРасчет силового трансформатораПреобразователь подключается к сети, как правило, через трансформатор. Силовой трансформатор необходим для согласования напряжения питающей сети с напряжением двигателя и для обеспечения нулевого вывода в трехфазной нулевой схеме. Мощность трансформатора зависит от схем преобразователя и соединения его обмоток.Исходными данными для расчета трансформатора являются напряжение, ток нагрузки и предварительно выбранная схема преобра-зователя.Выбор силового трансформатора производится по расчетным значениям токов I₁ и I₂, напряжению U₂ и типовой мощности S_тр.Расчетное значение напряжения U_2ф вторичной обмотки трансформатора, имеющего m-фазный ТП с нагрузкой на якорь двигателя в зоне непрерывных токов, с учетом необходимого запаса на падение напряжения в силовой части, определяется формулой: В,где k_u=0,461 – коэффициент, характеризующий отношение напряжений U_2ф/U_d0 в реальном выпрямителе;k_c=1,1 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения сети;k_=1,05 – коэффициент запаса, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале;k_R=1,05 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора, в вентилях и за счет перекрытия анодов;U_d=220 В – номинальное напряжение двигателя.Расчетное значение тока вторичной обмотки: А,где k_I=0,815 – коэффициент схемы, характеризующий отношение токов I_2ф/I_d в идеальной схеме;k_i=1,05 – коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока вентилей от прямоугольной;I_d – значение номинального тока двигателя. АРасчетная типовая мощность силового трансформатора: кВА,где k_s=1,05 – коэффициент схемы, характеризующий отношение мощностей S_тр/U_dI_d для идеального выпрямителя с нагрузкой на противо-ЭДС.

---

Выбираем силовой трансформатор, удовлетворяющий условиям:S_н5.95 кВА; U_2фн122,997 В; I_2фн23,35 А.Выбираем трансформатор ТС-6,3-220/127.Его характеристики:S_н=6,3 кВА; U_1нл=2205% В; U_2нл=127 В; Р_к=250 Вт; U_к=3,8% Y/Y₀-Коэффициент трансформации:Расчетное значение тока первичной обмотки: А.

Выбор тиристоров.

Среднее значение тока тиристора: А,где k_зi=2,5 – коэффициент запаса по току;k_ох – коэффициент, учитывающий интенсивность охлаждения силового вентиля. При естественном охлаждении k_ох=0,35;m_тр=3 – число фаз трансформатора.Максимальная величина обратного напряжения: В,где k_зн=1,8 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможные повышения напряжения питающей сети (включая режим холостого хода) и периодические выбросы U_обр, обусловленные процессом коммутации вентилей;k_Uобр=1,065 – коэффициент обратного напряжения, равный соотношению напряжений U_Bmax/U_d0 для мостовой реверсивной схемы выпрямления;U_d0 – напряжение преобразователя при =0: ВИз справочника [3] выбираем тиристор серии «Т132-50-6», средний ток тиристора: 50 А

Выбор индуктивности дросселей.

Под действием неуравновешенного напряжения, минуя цепь нагрузки, может протекать уравнительный ток, который создает потери в вентилях и обмотках трансформатора и может приводить к аварийному отключению установки.Требуемая величина индуктивности уравнительных дросселей, исходя из ограничения амплитуды переменной составляющей уравнительного тока до величины, не превышающей 10%: ,где U¹_п – удвоенное эффективное значение первой гармоники выпрямленного напряжения; В,где U_п/U_d0=0.26 – определено по рисунку из [2] для m=6 и =90⁰;m=6 – число фаз выпрямления; Гн.При применении не насыщающихся дросселей:

---

L_уд=0.5L_{уд.расч}=0.044 Гн.Выбираем дроссель серии СРОС-200/0.5У4 с L_уд=0.06 Гн.Рассчитаем индуктивность сглаживающего дросселя: Гн,где U_п=U_do*0,26=152.739 В – действующее значение первой гармоники выпрямленного напряжения.Необходимая величина индуктивности сглаживающего дросселя:L_сд=L_необх-(L_дв+2L_тр+L_уд),где L_дв – индуктивность якоря и дополнительных полюсов двигателя: Гн;L_тр – индуктивность фазы трансформатора, приведенная к контуру двигателя;2 мГн;L_сд=0.044-(0.013+2*0.761+0.06)=-31 мГн.Т.к. L_сд0, то сглаживающий дроссель не требуется.

3.4. Определение расчетных параметров силовой цепи ТП-Д.

Расчетное сопротивление цепи выпрямленного тока: ,где k=1+(t_н-t_)=1+0.004(90-15)=1.3;=0,004 – температурный коэффициент сопротивления меди;t_н=90⁰ – рабочая температура для класса изоляции В;t_=15⁰ – температура окружающей среды;R_щ – сопротивление щеточного контакта: мОм;R_п – сопротивление преобразователя: ,где R_т – активное сопротивление обмоток трансформатора: Ом;х_т – индуктивное сопротивление обмоток трансформатора: Ом;R_уд – активное сопротивление уравнительных дросселей: Ом.Таким образом, Ом; Ом.

4. Расчет и построение статических характеристик в разомкнутой системе.

Статические характеристики в разомкнутой системе могут быть построены по следующим выражениям:где R_я.дв – сопротивление якорной цепи двигателя с учетом нагрева:

---

ОмТок возбуждения двигателя: АНоминальный ток якоря: АСтатические скорость и момент:w_с=104 1/с; М_сг =53 Нм; М_с=17.4 Нм.Из уравнений для статических характеристик: В/сЭДС преобразователя при _с и М_сг:ЭДС преобразователя при _с и М_с:Уравнение статической механической характеристики при Е_{п.необх1}: ; .Уравнение статической механической характеристики при Е_{п.необх2}: ; .Максимальная ЭДС преобразователя при =0: В.Уравнение статической характеристики при Е_п.max: ; .Статическая характеристика при Е_п=0: ; .Естественная статическая характеристика: ; .Рисунок 4 – Статические характеристики разомкнутой системы.

5. 
   Выбор структуры замкнутой системы электропривода, расчет ее параметров
   

ПривыбореСАРпосистемеТП-Дособоевниманиеследуетуделитьтребованиям, предъявляемым к системе. Система должна быть экономична, должнаобеспечивать нужный диапазон регулирования координат, а так же быть простой испособной

---

решать высокий круг задач. Поэтому в данной работе мы выбираем систему ТП-Д с подчиненным регулированием координат с настройкой на технический оптимум.

При настройке подчиненного регулирования пренебрегаем влиянием обратной связи по ЭДС.

Влияние обратной связи по ЭДС:

Медленно меняющееся возмущение;

Незначительно влияет на динамику;

Вносит незначительную статическую ошибку.



Рис.5 – Принципиальная схема подчиненного регулирования тока и скорости в системе ТП-Д

Рассчитаем постоянные времени электропривода:

Электромагнитная постоянная цепи якоря:



Электромеханическая постоянная электропривода:





Расчет контура тока



Рисунок 9 – Структурная схема регулирования тока.

Отнесем время запаздывания тиристорного преобразователя _п и инерционность фильтров Т_ф к некомпенсированным постоянным времени, т.е. Т_=_п+ Т_ф=0,01 с. Тогда, если не учитывать внутреннюю обратную связь по ЭДС двигателя, можно записать передаточную функцию объекта регулирования тока:

,

где k_п – коэффициент усиления преобразователя.

Желаемая передаточная функция прямого канала разомкнутого контура при настройке на технический оптимум:

,

где а_т=Т_от/Т - соотношение постоянных времени контура.

Отношение W_раз.т к W_орт есть передаточная функция регулятора тока:

,

где Т_ит – постоянная интегрирования регулятора тока:



Из выражения для W_рт видно, что необходим ПИ-регулятор тока.

Коэффициент усиления пропорциональной части:

---

Смотрите также файлы

• Лекции 5.doc

• Проектирование синхронного генератора.docx

• Тема Предмет, завдання і зміст дисципліни.doc

• Рубежный контроль 1 по дисциплине Корпоративная социальная ответственность.docx

• Торт "Миротворец".docx