Файл: Учебнометодическое пособие по учебной дисциплине Силовая преобразовательная техника.pdf

201 4.3.4 Подключить релейно-контакторную схему управления (включить тумблер SA70).
4.3.5 С помощью магнитного пускателя K5 подключить ШИП, нажав кнопку SB74.
4.3.6 Включить ШИП возбуждения (тумблер в нижней части панели стенда, в окошке «Скважность (возбуждение), %») и резистором R22 установить номинальный ток возбуждения ДПТ НВ равный 0,18 А по прибору
PA4.
4.3.7 Задать режим работы широтно-импульсного преобразователя несимметричный, для этого установить тумблер в положение «Независ.»
(тумблер в нижней части панели стенда, в окошке «Скважность (якорь), %.»).
4.3.8 Включить широтно-импульсный преобразователь (тумблер в нижней части панели стенда, в окошке «Скважность (якорь), %.» перевести в положение «Вкл.»).
4.3.9 Измерить среднее значение выпрямленного напряжения на выходе широтно-импульсного преобразователя (по вольтметру PV1), изменяя скважность ШИПа от 0 до 100 % (с помощью резистора задания R21 в окошке
«Скважность (якорь), %.»). Данные занести в таблицу 8.1.
4.3.10 По завершении исследования вывести резистор R21 в начальное положение, выключить ШИП (тумблер в нижней части панели стенда, в окошке «Скважность (якорь), %.» перевести в положение «Выкл.»), отключить автоматические выключатели, расположенные в левой нижней части стенда – надпись «Сеть»
4.4 После проведения экспериментальных исследований (см. п.4.2 и 4.3) по данным таблицы 8.1 построить регулировочные характеристики трехфазного широтно-импульсного преобразователя при его работе на активную нагрузку и двигательную для симметричного режима работы ШИП.
Таблица 8.1 – Результаты исследований регулировочных характеристик ШИПа
Нагрузка
Регулировочная характеристика ШИПа
Активная

, %
U
СР
, В
I
СР
, А
Двигательная

, %
U
СР
, В
I
СР
, А
5 Содержание отчета
5.1 Название лабораторной работы и ее цели.
5.2 Схема силовой части трехфазного ШИП
5.3 Таблица 8.1, заполненная по результатам опытов.
5.4Регулировочные характеристики трехфазного ШИП при его работе на активную нагрузку и двигательную нагрузку при несимметричном режиме

202 работы.
5.5 Выводы о проделанной работе.
6 Контрольные вопросы
6.1 Дайте определение регулировочной характеристике вентильного преобразователя?
6.2 Дайте определение скважности. В каких пределах изменяется скважность при симметричном и несимметричном управлении ШИП?
6.3 Поясните принцип работы широтно-импульсного преобразователя при несимметричном управлении транзисторами.
6.4 Приведите достоинства и недостатки широтно-импульсного преобразователя, как силового статического преобразователя энергии для привода постоянного тока.
Литература
1 Преображенский, В.И. Полупроводниковые выпрямители/В.И.
Преображенский. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 136 с.: ил.
2 Москаленко, В.В. Автоматизированный электропривод: Учебник для вузов/ В.В.Москаленко – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 416 с.: ил.
3 Основы автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов/ М.Г. Чиликин[и др.]. – М.: Энергия, 1974. – 568с.: ил.
4 Розанов, Ю.К. Силовая электроника: учебник для вузов/Ю.К. Розанов,
М.В. Рябчицкий, А.А Кваснюк.-М.:Издательский дом МЭИ, 2007.

203
Лабораторная работа № 9
Исследование работы преобразователя частоты
1 Цель работы:
-сформулировать умение анализировать принцип действия преобразователя частоты
- приобрести практические навыки работы в программе моделирования электрических цепей ElectronicsWorkbenchv5.12
- исследовать работу преобразователя частоты
2 Оснащение рабочего места:
- методические указания по выполнению лабораторной работы, персональный компьютер, программа ElectronicsWorkbench.
3 Теоретические сведения
Преобразователи частоты используются для преобразования сигнала одной частоты в сигнал другой частоты (промежуточной).
Принцип преобразования частоты сигналов заключается в перемножении двух гармонических колебаний ????(????) = ????
????
????????????Ω????
и ????(????) = ????
????
????????????????????
. Результирующее колебание описывается выражением
????(????) = 0,5????
????
????
????
(cos(Ω − ????) ???? + cos(Ω + ????) ????)
(9.1)
Это колебание представляет собой сумму двух колебаний с частотами (Ω + ????) и
(Ω − ????)
. Выделяя с помощью фильтра ту или иную составляющую выражения (9.1) получим колебание с другой, более низкой или более высокой частотой. Схема преобразователя частоты, реализующая такой алгоритм, показана на рисунке 9.1.
Рисунок 9.1 – Схема преобразователя частоты на библиотечном перемножителе

204
Схема преобразователя частоты содержит два источника гармонических колебаний ????(????)и ????(????), перемножитель с коэффициентом передачи 1, осциллограф, фильтр с резонансной частотой около 3,18 кГц. Поскольку фильтр настроен на 3,18 кГц, то на выходе должна выделяться комбинационная составляющая с такой же частотой. На рисунке 9.2 приведены осциллограммы входного и выходного сигналов.
Рисунок 9.2 - Осциллограммы входного и выходного сигналов
4 Порядок выполнения работы
4.1 Собрать схему представленную на рисунке 9.1.
4.2 Установить на осциллографе следующие параметры:
- TIME BASE = 0,1 ms/div;
- CHANNEL A = 1 V/div;
- CHANNELB = 50 V/div.
Исходные данные необходимые для выполнения работы представлены на схеме
(рисунок 9.1).
4.3Зарисовать полученные осциллограммы входного и выходного сигналов.
4.4 Измерить период сигнала Т2-Т1.
4.5 Определить частоту по формуле
???? =
1
????2−????1
(9.2)
3.6 Сравнить результаты эксперимента и расчета с исходными данными.
5 Содержание отчета
5.1 Тема и цель лабораторной работы.
5.2Схема преобразователя частоты на библиотечном перемножителе.
Описание схемы.
5.3 Осциллограммы полученные по результатам эксперимента.
5.4 Расчет частоты по формуле 9.2.
5.3 Выводы по результатам исследований.

205 6 Контрольные вопросы
6.1 Сформулируйте назначении преобразователя частоты.
6.2 Опишите принцип действия преобразователя частоты.
6.3 Объясните назначение фильтра в схеме.
Литература
1 Гельман, М.В. Преобразовательная техника. Полупроводниковые приборы и элементы микроэлектроники: Учебное пособие/М.В.Гельман.-
Челябинск: Изд-во ЮурГУ, 2000.
2 Розанов, Ю.К. Силовая электроника: учебник для вузов/Ю.К. Розанов,
М.В. Рябчицкий, А.А Кваснюк.-М.:Издательский дом МЭИ, 2007.

206
Министерство образования Республики Беларусь
Филиал БНТУ
«Минский государственный политехнический колледж»
СИЛОВАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
Методические указания для выполнения курсового проекта по специальности
2-53 01 05 «Автоматизированные электроприводы»
Разработчик
_____________
П.В.Шорохова
Рецензент
_____________ О.А.Метлицкая
Методические указания рассмотрены и рекомендованы для внедрения в образовательный процесс на:
-заседании цикловой комиссии спецдисциплин специальностей 2 - 37 01 05, 2 - 53 01 05
Протокол № ____ от «____»__________ 201_
Председатель комиссии ______ А.Л.Седюкова
-заседании экспертного методического совета
Заседание № ____ от «___»___________201_
2016

207
Содержание
1 Цели и задачи курсового проектирования
2 Общие положения по выполнению курсового проекта
3 Тематика курсового проекта
4 Структура курсового проекта
5 Организация работы над курсовым проектом
Введение
1 Расчет и выбор силовых полупроводниковых приборов (СПП)
1.1 Выбор СПП по току
1.2 Проверка СПП по максимальному току
1.3 Проверка СПП по перегрузочной способности
1.4 Выбор СПП по напряжению
2 Расчет и выбор элементов силовой части преобразователя и элементов защиты СПП
2.1 Расчет и выбор силового трансформатора (анодного реактора)
2.2 Расчет и выбор сглаживающего дросселя
2.3 Выбор коммутационной аппаратуры
2.4 Расчет и выбор элементов защиты СПП
3 Проектирование структурной схемы СИФУ
4 Расчет и выбор элементов СИФУ
4.1 Проектирование устройства синхронизации
4.2 Проектирование генератора опорного напряжения (ГОН)
4.3 Проектирование нуль-органа
4.4 Проектирование формирователя длительности импульсов
4.5 Проектирование распределителя импульсов
4.6 Проектирование выходного формирователя
5 Проектирование полной принципиальной схемы преобразователя
6 Расчет и построение внешней характеристики преобразователя
Заключение
6 Требования к оформлению курсового проекта
7 Критерии оценки курсового проекта
Рекомендуемая литература для выполнения курсового проекта
Рекомендуемые ТНПА для выполнения курсового проекта
Приложение А (справочное) Параметры тиристоров и диодов
Приложение Б (справочное) Охладители и нагрузочная способность тиристоров и диодов
Приложение В (справочное) Переходные тепловые сопротивления тиристоров

208 и диодов
Приложение Г (справочное) Расчетные коэффициенты

209 1 Цели и задачи курсового проектирования
Курсовой проект по учебной дисциплине «Силовая преобразовательная техника» является завершающим этапом изучения учебной дисциплины и является видом самостоятельной творческой учебной деятельности учащихся.
Цель курсового проекта – систематизация, углубление и закрепление теоретических знаний, получаемых при изучении данной дисциплины; осмысление, обобщение, формирование умений и навыков проектировочной деятельности, её самоанализа и самооценки.
Задачами курсового проекта являются: а) ознакомиться с заданием, произвести расчет и выбор силовых полупроводниковых приборов; б) выполнить расчет и выбор элементов силовой части преобразователя и элементов защиты СПП; в) построить внешнюю характеристику преобразователя и дать качественную оценку; г) выполнить разработку структурной схемы СИФУ и дать краткое описание основных функциональных узлов СИФУ; д) выполнить расчет и выбор элементов СИФУ; е) выполнить анализ выполненной работы по проектированию полупроводникового преобразователя.
2 Общие положения по выполнению курсового проекта
В курсовой работе решают задачи исследовательского, организационного и управленческого характера. В процессе выполнения курсового проекта учащийся решает задачи конструкторского или технологического характера.
Руководство и контроль за ходом выполнения курсового проекта осуществляет преподаватель соответствующей учебной дисциплины за счет учебных часов, предусмотренных на курсовое проектирование учебным планом учреждения образования по специальности.
Темы курсовых проектов и задания по курсовому проектированию разрабатываются преподавателями в соответствии с учебной программой по учебной дисциплине, и обсуждаются на заседании цикловой комиссии.
Задание по курсовому проектированию подписывается преподавателем–
руководителем курсового проекта, утверждается председателем цикловой комиссии и выдается учащемуся не позднее, чем за полтора месяца до срока сдачи курсового проекта.
Работа учащихся над выполнением курсовых проектов осуществляется по графику, составленному преподавателем–руководителем курсового проекта для каждой учебной группы. В графике указываются сроки выполнения отдельных разделов курсового проекта. Выполнение отдельных разделов курсового учащимися учебной группы проверяется преподавателем–
руководителем курсового проекта на учебных занятиях по курсовому

210 проектированию.
Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической
(практической) части.
Объем пояснительной записки не должен превышать 30 страниц печатного текста или 60 страниц рукописного текста.
Графическая часть курсового проекта может быть представлена чертежами, схемами, графиками, диаграммами. Объем графической части не должен превышать двух листов формата А1.
Проверку и прием курсового проекта осуществляет преподаватель- руководитель курсового проекта.
Курсовой проект оценивается отметкой в баллах. Учащемуся, который получил по курсовому проекту отметку ниже 4 (четырех) баллов, преподавателем-руководителем курсового проекта выдается другое задание и устанавливается новый срок для его выполнения. (Правила проведения аттестации учащихся, курсантов при освоении образовательных программ среднего специального образования (Постановление Министерства образования Республики Беларусь 22.07.2011 №106)).
3 Тематика курсового проекта
Для выполнения курсового проектирования учащимся могут предлагаться следующие темы:
- проектирование и расчет управляемого однофазного нулевого преобразователя;
- проектирование и расчет управляемого однофазного мостового преобразователя; проектирование и расчет полууправляемого однофазного мостового преобразователя;
- проектирование и расчет управляемого трехфазного мостового преобразователя;
- проектирование и расчет полууправляемого трехфазного мостового преобразователя;
- проектирование и расчет управляемого трехфазного нулевого преобразователя.
Варианты заданий на курсовой проект по дисциплине "Силовая преобразовательная техника" представлены в таблице 1.

211
Таблица 1 - Варианты заданий на курсовой проект по дисциплине "Силовая преобразовательная техника"
№ варианта
Р
ном
,
Вт
????
ном
,
В
????
н,
об/мин
η,%
????
Я
,
Ом
????
ДП
,
Ом
????
Д,
кгм
2
Тип 2ПО132МУХЛ4 1
1,3 110 800 65,5 0,472 0,308 0,038 2
1,3 220 800 66,5 1,88 1,39 0,038 3
1,3 440 800 66,5 9,1 5,3 0,038 4
1,8 110 1000 70 0,346 0,224 0,038 5
1,8 220 1000 64,5 1,38 1
0,038 6
2,8 110 1500 75,5 0,14 0,094 0,038 7
2,8 220 1500 76,5 0,601 0,454 0,038 8
2,8 440 1500 77 2,53 1,58 0,038 9
4,5 110 2200 75,5 0,067 0,049 0,038 10 4,5 220 2240 76,5 0,271 0,204 0,038 11 4,5 440 2240 77 1,08 0,763 0,038 12 5,5 220 3000 83 0,185 0,148 0,038 13 5,5 440 3000 83 0,74 0,486 0,038
Тип 2ПО132МУХЛ4 14 1,6 110 800 71 0,322 0,27 0,048 15 1,6 220 750 71 1,57 1,06 0,048 16 1,6 440 750 70,5 6,42 4,45 0,048 17 2,2 110 1000 74 0,22 0,196 0,048 18 2,2 220 1000 75,5 0,88 0,64 0,048 19 2,2 440 1000 75,5 3,84 2,66 0,048 20 3,4 110 1500 79 0,12 0,089 0,048 21 3,4 220 1600 81 0,412 0,296 0,048 22 3,4 440 1500 80 1,98 1,38 0,048 23 5,3 110 2200 83,5 0,055 0,039 0,048 24 5,3 220 2200 83,5 0,22 0,196 0,048 25 5,3 440 2240 84,5 0,88 0,64 0,048 26 6,7 220 3000 86 0,12 0,089 0,048 27 6,7 440 3000 86,5 0,518 0,323 0,048