Проектирование реверсивного тиристорного преобразователя. Дипломная (ВКР). Физика.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Проектирование реверсивного тиристорного преобразователя
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Министерство
образования Российской Федерации
Магнитогорский
государственный технический университет им. Г.И. Носова
Кафедра
электропривода и автоматизации промышленных установок
Пояснительная
записка к курсовой работе
По
дисциплине «Преобразовательная техника»
Тема:
“Проектирование реверсивного тиристорного преобразователя”
Электропривод постоянного тока на основе
тиристорных преобразователей в настоящее время является основным типом
промышленного регулируемого электропривода. Это объясняется рядом достоинств
этого типа электропривода:
) высокое быстродействие, которое ограничивается
коммутационной способностью двигателя и механической инерционностью привода;
) мгновенная готовность к работе, широкий
диапазон температур и длительный срок службы;
) номинальный КПД преобразователя превышает
92-96%;
) малые весогабаритные показатели; блочная
компоновка позволяет сократить требуемые производственные площади, уменьшить
капитальные затраты и расходы на установку и эксплуатацию.
В то же время тиристорным электроприводам
свойственны недостатки:
) пульсации выпрямленного напряжения и тока на
выходе тиристорного преобразователя повышают нагрев и ухудшают коммутацию
двигателя, что требует установки сглаживающих реакторов;
) при глубоком регулировании напряжения
тиристорный преобразователь имеет низкий коэффициент мощности, что требует
разработки и установки специальных компенсирующих устройств;
) перегрузочная способность тиристорного
преобразователя ниже, чем электромашинного;
) при работе тиристорных преобразователей
искажается форма напряжения в сети переменного тока, и возникают помехи.
В настоящее время разработаны различные схемы
тиристорных преобразователей и системы регулируемого электропривода на их
основе. Промышленностью освоен серийный выпуск комплектных тиристорных
электроприводов.
По назначению тиристорные преобразователи
подразделяются:
по исполнению тиристорные преобразователи
подразделяются:
Самой благоприятной для тиристорных
преобразователей признана трёхфазная мостовая (шестипульсная) схема
выпрямления. На базе трёхфазной мостовой схемы строятся также комбинированные
схемы выпрямления, например двенадцатипульсные. Наиболее сложными элементами
тиристорного электропривода являются двухкомплектные преобразователи. Они
применяются в быстродействующих электроприводах, в которых скорость изменения и
реверсирования тока (момента) двигателя влияют на производительность механизма
или качество регулирования технологических параметров.
При проектировании тиристорных преобразователей
для регулируемого электропривода необходимо учитывать специфические свойства
преобразователей с различными способами управления, их влияние на статические и
динамические свойства электропривода.
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА РАЗРАБОТКУ
В качестве нагрузки тиристорного преобразователя
применён якорь двигателя постоянного тока независимого возбуждения типа Д21,
сеть трехфазная переменного тока 380 В, режим работы электропривода -
реверсивный.
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЯ Д21
Технические данные двигателя представлены в
таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Технические данные двигателя Д21
Сопротивление
обмоток при 20о С - якоря, rя - добавочных полюсов, rдп - обмотки возбуждения,
rв
Номинальное
напряжение возбуждения, Uвн
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТИРИСТОРНОГО
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
.1 Выбор тиристорного
преобразователя
Для заданной мощности Рн = 4,5 кВт, напряжения
Uн =220 В, тока Iн= 26 А, перегрузочной способности l=2,5
наиболее целесообразной схемой выпрямления является трехфазная мостовая схема с
питанием от сети переменного тока 380 В, трансформаторный вариант,
преобразователь реверсивный по встречно-параллельной схеме с раздельным
управлением вентильными группами.
При определении номинальных значений
выпрямленного напряжения и тока необходимо обеспечить:
Этим условиям отвечает тиристорный
преобразователь со следующими номинальными данными:
где - перегрузочная способность
тиристорного преобразователя в течение 10 с.
Этим условиям удовлетворяет
тиристорный преобразователь из серии ЭКТ типа ЭКТ-50/220-1421-УХЛ4 на .
Силовая схема реверсивного
тиристорного преобразователя приведена на рис. 3.1.
Особенностью силовой части ЭКТ (рис.
3.1) является встречно-параллельное включение тиристоров каждого плеча
выпрямительного моста. Тиристорный преобразователь получает питание от сети 380
В через автоматический выключатель SF1 и трансформатор ТС. На стороне
постоянного тока защита осуществляется автоматическим выключателем SF2.
Линейный контактор КМ служит для нечастой коммутации якорной цепи, динамическое
торможение электродвигателя М осуществляется через контактор KV и резистор RV.
Трансформатор ТВ и диодный мост В
служат для питания обмотки возбуждения двигателя LM.
Силовая схема электропривода серии
ЭКТ на Idн = 50 А и напряжение 220.
Расчёт начнём с определения
линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора
где kсх - коэффициент, зависящий от схемы
выпрямления (см. табл. 3.1).
Таблица 3.1 - Расчётные коэффициенты
схемы выпрямления
Максимальное расчётное значение
выпрямленной ЭДС в режиме непрерывного тока
где Ен - номинальное значение ЭДС
двигателя;н - номинальное значение выпрямленного тока преобразователя;
αmin - минимальный угол
регулирования, значение которого, в связи с тем, что особых требований в
отношении динамических показателей электропривода не предъявляется, можно
принимать 15÷20°
(принимаем αmin=15°);
∆Uв =2 - падение напряжения на
тиристоре;
ав =2 - коэффициент, зависящий от
схемы выпрямления (см. табл. 3.1);
в, Ст , d - расчётные коэффициенты
(см. табл. 3.1);сет - коэффициент, учитывающий индуктивность сети переменного
тока. Величина этого коэффициента определяется соотношением мощности системы
ТП-Д и питающей сети. Если эти мощности соизмеримы, то kсет обычно выбирают в
пределах 1,3÷1,5. Это
относится, в основном, к мощным приводам. При проектировании маломощных
электроприводов и электроприводов средней мощности величину kсет уменьшают до
1,0÷1,2
(принимаем kсет=1,15);
ек%, ∆РКЗ - напряжение
короткого замыкания и потери короткого замыкания трансформатора (задаёмся
ек%=6%, ∆РКЗ=2,5%);
∆UС% - возможные колебания
напряжения сети (задаёмся ∆UС%=5%).
Подставив полученное значение Еdo в
формулу определения линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора
получим:
где kп - коэффициент, зависящий от
схемы выпрямления (табл. 3.1).
На основании вычислений, выбирается
трансформатор из серии сухих типа ТСП - 16/0,7-УХЛ4 с техническими данными,
приведёнными в табл. 3.2.
Максимальное значение выпрямленной
ЭДС Еdo при α
= 0
где U2л - линейного напряжения
вторичной обмотки трансформатора при соединении в звезду.
Таблица 3.2 - Технические данные
трансформатора
Тип
трансформатора, схема и группа соединения
где - коэффициент трансформации
трансформатора.
Полное сопротивление обмоток
трансформатора, приведённое ко вторичной обмотке
Активное сопротивление обмоток
трансформатора, приведённое ко вторичной обмотке
3.3 Выбор тиристоров. Расчёт
силового модуля
На основании номинальных данных
преобразователя необходимо выбрать тиристоры, схему соединения и число вентилей
в плече.
Для трехфазной мостовой схемы
выпрямления при Idн= 50 А и выбираются
тиристоры серии Т со следующей технической характеристикой, представленной на
рис. 3.2.
Структура условного обозначения
тиристора.1 3 3 - 400 - 4- 4 3- УХЛ 2
- порядковый номер модификации
конструкции;
- обозначение конструктивного
исполнения корпуса;
- максимально допустимый средний ток
в открытом состоянии, 400 А при tкорпуса = 90˚С;
- повторяющееся импульсное
напряжение в закрытом состоянии, 400 В (класс тиристора);
- критическая скорость нарастания
напряжения в открытом состоянии, не менее 200 В/мкс для гр. 4;
- время выключения, для группы 3 не
более 100 мкс;
- категория размещения по ГОСТ
15150-69.
Число параллельно включенных
тиристоров в плече определяется
где m=3 - число фаз питающей сети;пр
- предельный ток выбранного тиристора;= 0,9 - коэффициент, учитывающий
неравномерность загрузки параллельно включённых тиристоров;= 0,9 - коэффициент,
учитывающий неравномерную длительность включения тиристоров;= 0,3÷0,4- для
естественного воздушного охлаждения.
По результатам расчётов принимается
необходимое (целое) число параллельно включенных тиристоров в плече
(принимается один тиристор в плече).
Число последовательно включенных
тиристоров в плече
где - максимальное обратное напряжение
на тиристоре,
- коэффициент запаса по напряжению;
В - номинальное напряжение тиристора
(соответствует классу тиристора).
По результатам расчета принимается
один последовательно включенный тиристор.
Так как число параллельно и
последовательно включенных тиристоров принято равным единице, то нет
необходимости в установке индуктивных делителей тока и делителей напряжения.
3.4 Расчёт индуктивности и выбор
сглаживающего дросселя
Сглаживающий дроссель включается
последовательно с якорем двигателя, и его индуктивность рассчитывается
следующим образом.
Критическая индуктивность силовой
цепи из условия сглаживания пульсаций выпрямленного тока.
где - принятая величина действующего
значения основной гармоники переменной составляющей выпрямленного тока;
Еdnm - амплитуда основной
гармонической выпрямленной ЭДС n-го порядка
- амплитуда основной гармонической
ЭДС в функции угла α при α=90° (для
реверсивных приводов), p=6 .
Критическая индуктивность силовой
цепи из условий ликвидации прерывистого режима на холостом ходу двигателя
(принят ).
где Rя80ºС - активное
сопротивление двигателя с учётом сопротивления якоря и добавочных полюсов,
приведённое к рабочей температуре 80˚ С,
Из двух значений критической
индуктивности выбирается большее, и определяется требуемая индуктивность
сглаживающего дросселя
где β -
эмпирический коэффициент, для некомпенсированных машин β=0,6;
р - число пар полюсов;н, Iн, ωн -
соответственно номинальные значения напряжения, тока, частоты вращения
двигателя.
где nн - номинальная скорость
вращения, об/мин.
Так как Lсд < 0, то в установке
сглаживающего дросселя нет необходимости.
Система импульсно-фазового
управления (СИФУ) предназначена для преобразования выходного напряжения системы
управления Uу в последовательность подаваемых на тиристоры отпирающих
импульсов, момент формирования которых смещён относительно моментов
естественного открывания тиристоров на угол a,
зависящий от значения Uу. Таким образом, основной задачей сифу является
управление средним значением выпрямленного напряжения Ud тиристорного
преобразователя и получение требуемой зависимости напряжения Ud от напряжения
управления Uу. в идеальном случае Ud=k×Uу, где k-постоянный коэффициент, не зависящий
от режимов сети и от нагрузки в цепи выпрямленного тока. Воздействие на
напряжение Ud осуществляется путём изменения угла управления a. Выходные сигналы СИФУ
представляют собой импульсы, параметры которых выбираются в соответствии с
параметрами управляющих цепей тиристоров и силовой схемой тиристорного
преобразователя.
Для управления тиристорным
преобразователем выбирается многоканальная синхронная система
импульсно-фазового управления (СИФУ) с опорным синусоидальным напряжением и
вертикальным принципом регулирования фазы отпирающих импульсов.
Управление углом a осуществляется синхронным
способом, характеризуется отсчётом угла от определённой фазы напряжения
питающей сети ,
где ni-угол
подачи i-ого импульса
управления, ni=w×ti (i=1,
2,..);-угловая
частота сети, рад/с;-время;
j-начальный
угол отсчёта фазы по отношению к напряжению сети;
р-число
пульсаций преобразователя (пульсность) за период сети;
Системы импульсно фазового
управления тиристорными преобразователями должны удовлетворять целому ряду
требований, таких как надёжность, помехозащищённость и др. Специфические
требования к СИФУ могут быть разделены на две группы:
) требования, относящиеся
непосредственно к управляющему импульсу. Для надёжного открывания тиристора на
его управляющий электрод нужно подать импульс определённой полярности,
амплитуды и длительности. Поскольку параметры отдельных тиристоров одной и той
же серии (открывающий ток и открывающее напряжение управления) различны, то для
надёжного открывания тиристора данной серии применяемая сифу должна обеспечить
ток и напряжение управления, превышающие наибольшие ток и напряжение
управления, указываемые для тиристоров данной серии. С другой стороны, ток и
напряжение управления не должны превышать некоторых предельно допустимых
значений.
Минимально необходимая длительность
управляющего импульса должна быть больше времени включения тиристора, которое
составляет (5¸20) мкс.
Кроме того, за время существования управляющего импульса, ток в анодной цепи
должен успеть нарасти до тока удержания (последнее особенно существенно для
цепей с большой индуктивностью, где ток нарастает сравнительно медленно).
Обычно применяют импульсы длительностью (8¸10)°,
что составляет (440¸550) мкс.
Крутизна переднего фронта напряжения
управляющего импульса должна быть высокой для обеспечения быстрого нарастания
тока управления, чёткого открывания тиристора и уменьшения потерь при
включении. При малой крутизне из-за различия параметров цепей управления
тиристоров в многофазных схемах может появиться заметная асимметрия
выпрямленного напряжения. При параллельном соединении это влечёт за собой
кратковременную перегрузку тиристора, который открылся раньше, так как через
него течёт весь ток нагрузки. В обоих случаях неодновременное включение
тиристоров будет приводить к выходу их из строя. Обычно управляющий импульс
формируется так, чтобы крутизна переднего фронта тока импульса составляла (0,2¸2)А/мкс;
) требования, обусловленные схемой
выпрямления и используемыми режимами работы преобразователя. Необходимый
максимальный диапазон регулирования угла a
для преобразователя, работающего как в выпрямительном, так и в инверторном
режимах, теоретически составляет 180°.
Так как максимальный угол регулирования в инверторном режиме ограничивается,
то, требуемый диапазон регулирования составляет 150¸160.
Функциональная схема
преобразовательной части электропривода серии ЭКТ.
Система импульсно-фазового управления
должна обеспечивать симметрию импульсов по фазам. Асимметрия вызывает
неравномерную загрузку тиристоров из-за различной продолжительности их работы и
приводит к ухудшению условий работы питающего трансформатора и сглаживающего
дросселя, поэтому СИФУ должна обеспечивать асимметрию управляющих импульсов не
более 3°.
Быстродействие системы управления
тиристорным преобразователем является одним из важнейших её показателей. С
целью максимального использования высокого быстродействия, присущего
тиристорным преобразователям, СИФУ выполняются практически безинерционными.
Системы импульсно-фазового управления имеют
следующие технические данные:
максимальное входное напряжение, не
более (8¸10) В
напряжение синхронизации с питающей
сетью трёхфазное 380 или 100 В
допустимые коммутационные провалы, %
400 град
температурный дрейф характеристики
при изменении температуры от 1 до 40°С,
не более 4 %
диапазон изменения угла a, (5¸170) град
асимметрия импульсов отдельных
каналов, не более ±3 град
Система импульсно-фазового
управления гальванически отдельна от силовой части электропривода. В
реверсивных электроприводах устройство раздельного управления обеспечивает
бестоковую паузу не более (5¸7)
мс с возможностью её регулирования. Системы импульсно-фазового управления
электроприводов серий ЭКТ выполняется с широким использованием операционных
усилителей серии К553УД2 многих интегральных микросхем серии К511.
СИФУ комплектных тиристорных
электроприводов серии ЭКТ состоит из ячейки фазосмещения, ячейки формирования
импульсов, ячейки переключающего устройства (ЛПУ) и представленной на рис. 3.3
в составе функциональной схемы преобразовательной части. СИФУ серии ЭКТ имеет
следующие особенности:
косинусоидальное опорное напряжение,
шестиканальное устройство фазосмещения для обоих выпрямительных мостов в
реверсивных преобразователях, высокочастотное заполнение узких отпирающих
импульсов, использование сигналов с трансформаторов переменного тока или
датчиков постоянного тока, подключённых к шунту в цепи нагрузки и датчиков
закрытого состояния тиристоров для работы логического переключающего устройства
(ЛПУ).
Как следует из функциональной схемы,
представленной на рис. 3.3, СИФУ состоит из узла формирования опорных
напряжений Z, узла фазосмещения АТ и переключающего устройства АВ.
Узел формирования опорных напряжений
(рис. 3.4) включает в себя синхронизирующий трёхфазный трансформатор с двумя
группами вторичных обмоток (СТ), которые можно включать по схемам звезды или
треугольника, и ячейку фильтра Z с тремя каналами апериодических фильтров,
обеспечивающих фазовый сдвиг на 60° (240° при учёте инвертирования напряжений
операционными усилителями). Амплитуда опорных напряжений после фильтра Uоп.м =8
В.
Узел фазосмещения АТ (рис. 3.3)
формирует шесть последовательностей импульсов для выпрямительного моста VSF
(”В”) или для моста VSB (“Н”), которые усиливаются усилителями A-F, A-B.
Узел фазосмещения состоит из шести
компараторов А7.1, А7.2, А8.1, А8.2, А9.1, А9.2 на входе которых сравниваются
напряжения управления +Uу, -Uу и соответствующее опорное напряжение Uоп.
Узел формирования опорного
напряжения.
На один из входов усилителя А5.1,
имеющего коэффициент передачи равный 1, поступает сигнал управления Uу из
системы автоматического регулирования, а на второй вход - напряжение начального
согласования Uо, обеспечивающее начальный угол управления при U′у=0.
Постоянная времени цепи обратной связи А5.1 - 0,1мс. Коэффициент передачи
инвертирующего усилителя А5.2 также равен 1.
Сравнение Uу и опорного напряжения
соответствующей фазы (AF,BF или CF) осуществляется на компараторах А7-А9,
причём на компараторы А7.1-А9.1 подаётся -U′у, а на компараторы А7.2-А9.2
- +U′у. По переходу сигналов на выходах компараторов А7.1, А8.1, А9.1 из “1”
в ”0” - формируется напряжение прямоугольной формы группы “вперёд” VSF (AS, BS,
CS). Из трёх сигналов фазосмещения формируется шесть импульсов. Это можно
осуществить логической обработкой сигналов фазосмещения и 180-градусных
ограничений, в результате которой получают сигналы фазосмещений также
длительностью 180 электрических градусов. При этом по фронту этих сигналов
отпираются тиристоры катодной группы “вперёд”, а по спаду - тиристоры анодной
группы “вперёд”.
По переходу сигналов на выходах
компараторов А7.2, А8.2, А9.2 из “1” в ”0” - формируются импульсы группы
“назад”.
Выбор работающего моста
осуществляется логическим переключающим устройством АВ в зависимости от
полярности напряжения переключения Uп и абсолютного значения тока нагрузки |Id|
или состояния тиристоров силового моста. Устройство АВ формирует логические
сигналы выбора моста VSF или VSB, переключает полярность задания начального
угла Uо и вырабатывает сигнал бестоковой паузы B·F1=1, по которому снимаются
импульсы с обоих выпрямительных мостов. Сигнал B·F2 , появляющийся одновременно
с сигналом B·F1, но исчезающий несколько позже, служит для отключения задания
тока во время бестоковой паузы. По сигналу срыва импульсов Uср импульсы
снимаются с обоих мостов.
Измерение тока производится трансформаторами
переменного тока, установленных в фазах силового трансформатора, или датчиками
постоянного тока, подключёнными к шунту в цепи нагрузки. Оба этих датчика не
могут обеспечить достаточно высокую чувствительность измерения тока и поэтому
являются «грубыми» датчиками. Для получения быстродействующей системы реверса
тока наличие «грубого» датчика необходимо, так как по его команде производится
срыв импульсов, что ускоряет спадание тока в выходящей из работы группе.
Кроме измерения тока силовой цепи в
преобразователе производится контроль состояния силовых тиристоров с помощью
блока датчика состояния тиристоров, который непосредственно фиксирует моменты
запертого состояния всех тиристоров силового моста. По команде этого датчика
начинается отсчёт бестоковой паузы (1-2 мс), которая может быть рассчитана на
время, необходимое для восстановления запирающих свойств тиристоров.
В работе схемы АВ принимает участие
один из «грубых» датчиков и тонкий датчик.
Защита осуществляется узлом AF,
который воспринимает нагрузку в цепи переменного тока | Id |, и в цепи
постоянного тока id, а также сигнал «Авария», вырабатываемый в схеме управления
электроприводом. Узел AF через узел ускоренного отключения А-R отключает
автоматический выключатель главной цепи QF, воздействуя на его независимый
расцепитель, снимает сигнал готовности в схеме управления электроприводом и
сдвигает управляющие импульсы в инверторную область.
Расчет фазовых характеристик СИФУ
реверсивного тиристорного преобразователя с синусоидальным опорным напряжением
производится по формуле
где начальный угол согласования
характеристик (принимается 95о);
В - максимальное значение опорного
напряжения;
Максимальное значение угла
регулирования
d
- угол восстановления запирающих свойств тиристора,
,выкл=100 мкс - время выключения
тиристора Т 133 -400;
Da=3о
- допустимая асимметрия импульсов.
где - номинальный угол, соответствующий
номинальному режиму работы двигателя,
По приведенному уравнению рассчитаны
фазовые характеристики выпрямительных
мостов групп “Вперёд” и “Назад”, данные расчета приведены в табл. 3.3. Фазовые
характеристики реверсивного тиристорного преобразователя приведены на рис. 3.5.
Таблица 3.3 - Фазовые и регулировочные
характеристики СИФУ и реверсивного ТП при a1
+ a2 > 180º
3.6 Расчёт и построение
регулировочных и внешних характеристик
При синусоидальном опорном напряжении Э.Д.С.
тиристорного преобразователя
по которому рассчитаны
регулировочные характеристики выпрямительных групп VSF и VSB. Данные расчета
представлены в таблице 3.3, а на рис. 3.7 - регулировочные характеристики Ed=¦(a). Знак «-» принимается для
группы «Вперёд».
Максимальная ЭДС тиристорного
преобразователя с точки зрения безопасного инвертирования при amax=165 o составляет
Коэффициент усиления тиристорного
преобразователя определится либо по формуле
Внешняя характеристика тиристорного
преобразователя Ud=¦(Id) при a=const (одной выпрямительной
группы) в режиме непрерывного тока в соответствии со схемой замещения
реверсивного тиристорного преобразователя (рис. 3.8) может быть представлена
следующим уравнением
где ав = 2 - для мостовой схемы
выпрямления (см. табл. 3.1);т = 0,1091 Ом - активное сопротивление фазы
трансформатора;т = 0,236 Ом - индуктивное сопротивление фазы трансформатора.
Схема замещения реверсивного
тиристорного преобразователя при работе на якорь двигателя
В непрерывном режиме напряжение и
ток определяются по следующим формулам:
где Е2mл - амплитуда линейной ЭДС
вторичной обмотки трансформатора;
ωо =2· π· fс =2· 3,14·
50=314 1/c;э =ав·Lт + Lя = 25,5 мГн.
По приведенным формулам рассчитаны
зависимости Ud=¦(Id) (см.
табл. 3.4) при различных углах a,
которые представлены на рис. 3.9
Таблица 3.4 - Зависимости Ud=¦(a) при a=var
3.7 Расчёт энергетических
характеристик
Энергетические характеристики тиристорных
преобразователей оцениваются коэффициентом мощности c
и коэффициентом полезного действия h.
Коэффициент мощности c
в самом общем случае может быть определен как отношение активной мощности,
потребляемой преобразователем Р, к полной мощности S (кажущейся мощности для
несинусоидальных токов).
Полная и активная мощности, потребляемые из сети
в общем случае несинусоидальных напряжений и токов
тиристор трансформатор
преобразователь индуктивность
где фазные первичные действующие
значения основных гармоник напряжения и тока;
действующие значения фазных
напряжения и тока высших гармоник;
угол сдвига между векторами основных
гармоник фазных напряжений и токов;
угол сдвига между векторами
напряжения и тока высших гармоник.
В случае U1ф»U1ф(1),что справедливо для
мощных сетей, коэффициент искажения по напряжению
величина которого для трехфазного
мостового выпрямителя
Активная мощность, потребляемая из
сети
а коэффициент мощности без учета
процесса коммутации определяется по формуле
Для регулируемого мостового
выпрямителя с учетом процесса коммутации (g<30о)
коэффициент мощности определяется по формуле:
где - коэффициент искажения кривой
первичного тока с учетом коммутации.
Активная и реактивная мощности по
первой гармонике тока
Рассчитаем и построим зависимости
S,P,Q,D c=¦(a) для спроектированного
тиристорного преобразователя при изменении a
от amin до amax в режиме непрерывного
тока и условии неизменной гладкой составляющей выпрямленного тока Idн = 50 А.
Порядок расчета следующий.
Определяются следующие величины:
. Вторичный линейный ток (обмотка
соединена по схеме звезда)
. Первичный фазный ток (обмотка
соединена треугольник)
. Первая гармоника первичного
фазного (линейного) тока
. Коэффициент искажения по току с
учетом коммутации
где угол регулирования. В расчетах
принимается от =15º до ;
р = 6 -число пульсаций выпрямленного
тока;=277 В -максимальное значение выпрямленной ЭДС при ;
Хт = 0,236 Ом -индуктивное
сопротивление фазы трансформатора.
Результаты расчетов зависимостей
S,P,Q,D,c = ¦(a) представлены в таблице 3.5
и на рис. 3.10 - 3.11.
К.П.Д. - отношение отдаваемой
выпрямителем мощности Рd к потребляемой из сети активной мощности Р.
Для случая работы выпрямителя со
сглаженным выпрямленным током, при малой величине пульсаций кривой
выпрямленного тока Id,можно считать, что
где - выпрямленное напряжение на выходе
преобразователя;= Iян = 26 А - номинальный ток двигателя.
Необходимо определить номинальное
значение К.П.Д., рассчитать и построить зависимости h =¦ (Id) при a = aн, и h =¦(a) при Id = Iн. Исходные
данные для расчета: Ed0 = 277 В; Iн = 26 А; ΔUв = 2; ав = 2;U1ф = 380 В;
I1фн = 6,6 А; Rт = 0,1091 Ом; Xт = 0,236 Ом; m=3; cosφ=cosα;
ν=1.
Таблица 3.5 - Результаты расчета
энергетических характеристик
Результаты расчета представлены в табл. 3.6 ,
3.7.
Таблица 3.6 - Зависимость h
= ¦
(Id) при aн = 31,8о
Таблица 3.7 - Зависимости h=¦(a)
при Id= Iн= 26 A и I1ф= 6,6 А
Примечание. При a > 90о преобразователь работает
в инверторном режиме и .
По результатам расчета на рис. 3.12
и рис. 3.13 построены зависимости h
=¦ (Id) и h = ¦ (a).
Зависимость η = f(Id), при αн = 31,8º
Зависимость η =
f(α), при
Id = Iн = 26 А, I1Ф = 6,6 А
3.8 Защита тиристорного
преобразователя
.8.1 Разновидности и причины
аварийных режимов РТП
Защита преобразователя
осуществляется от внутренних и внешних аварийных режимов. Причиной
возникновения внутренних аварий являются всевозможные неисправности элементов
самой силовой схемы тиристорного преобразователя. К ним относятся: пробой
тиристоров силового моста, одновременное включение встречно-параллельных мостов
реверсивного тиристорного преобразователя с раздельным управлением группами.
К внешним авариям, которые
характеризуются внешними причинами, относятся: недопустимые перегрузки;
короткие замыкания на шинах постоянного и переменного тока; однофазное и
двухфазное опрокидывание инвертора.
В вентильных преобразователях могут
возникнуть аварийные режимы, сопровождающиеся недопустимыми по значению и
длительности токами через вентили, например внешние и внутренние к. з.;
опрокидывание инвертора; появление чрезмерных уравнительных токов в реверсивных
ТП с совместным управлением тиристорными группами; отпирание тиристоров в
неработающей группе (работа группы на группу) в реверсивных ТП с раздельным
управлением вентильными группами.
Внутренние к. з. возникают
вследствие потери тиристором запирающих свойств и закорачивании р-n структуры (пробой
тиристора).
Причинами пробоя тиристора могут
явиться: высокая скорость нарастания тока (больше 20¸200 А/мкс),
нарушение механической целости р-n
структуры при чрезмерном токе, усталостное разрушение её при цикличной токовой
нагрузке преобразователя.
Опрокидывание инвертора является
следствием нарушения правильной коммутации тока с одного вентиля на другой. В
преобразователях, имеющих трёхфазную мостовую схему, могут произойти однофазные
и двухфазные опрокидывания инвертора. В первом случае аварийный ток протекает
через два тиристора, соединённых с одной фазой трансформатора, который в этом
случае работает в режиме холостого хода. Во втором случае ток протекает через
два тиристора и две фазы трансформатора. В те полупериоды переменного
напряжения, когда линейное напряжение трансформатора действует согласно с
напряжением источника постоянного тока, происходит быстрое нарастание
аварийного тока.
Опрокидывания инверторов возникают
вследствие пропуска отпирания очередного тиристора (в трёхфазной мостовой схеме
это приводит к двухфазному, а затем к однофазному опрокидыванию), снижения
напряжения сет
Похожие работы на - Проектирование реверсивного тиристорного преобразователя Дипломная (ВКР). Физика.
Реферат по теме Технологические основы производства цветных металлов: меди, алюминия, магния, титана
Реферат: Производительность труда и методы ее количественного измерения в торговле
Курсовая Работа На Тему Планирование И Расчет Эффективности Производства Продукции Тэц
Бахтин Собрание Сочинений
Реферат по теме Іонізуюче випромінювання та його вплив на організм
Фипи Английский Язык Егэ 2022 Эссе
Экологическое Воспитание Школьников Курсовая Работа
Контрольная Работа 10 Итоговая 8 Класс
Реферат: Управление деловой карьерой персонала в организации на примере ОАО Газпром
Сочинение по теме «В ее маленьком теле гостила душа...»
Курсовая На Тему Консервы Рыбные
Курсовая работа: Расчет экономической эффективности внедрения нового стенда для испытаний коробок передач SDK 1408
Курсовая работа: Пути совершенствования технологии возделывания столовой свеклы
Подготовка К Выступлению Реферат
Сочинение На Лингвистическую Тему Зачем Нужны Запятые
Реферат по теме Парламент и органы судебной власти Республики Беларусь: грани взаимодействия
Дипломная работа по теме Совершенствование сферы общего образования Российской Федерации на примере Зарайского муниципального района
Живопись, архитектура и скульптура серебряного века
Личность В Органах Внутренних Дел Эссе
Реферат по теме Статистическое исследование в рекламе и PR
Реферат: The Great Gatsby 11 Essay Research Paper
Курсовая работа: Развитие речи у детей старшего дошкольного возраста в организованном педагогическом процессе
Реферат: Death To A Good Friend Birth Of