Проектирование силовой части преобразователя системы ТП-Д - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Проектирование силовой части преобразователя системы ТП-Д

Осуществление электрического расчета тиристорного выпрямительно-инверторного преобразователя, ориентированного на нестандартное напряжение и стандартный ток, а также его системы управления. Определение основных характеристик разомкнутой системы ТП-Д.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации
3. Электрический расчет силового трансформатора
6. Описание силовой части электрической принципиальной схемы
7. Расчет механических характеристик
На основании технических данных двигателя постоянного тока и требований к электроприводу выполнить электрический расчет тиристорного выпрямительно-инверторного преобразователя (управляемого выпрямителя) и его систему управления, рассчитать характеристики разомкнутой системы ТП-Д. Преобразователь выполняется на нестандартное выходное напряжение и на стандартный ток, реверсивным с раздельным управлением.
Вариант задания с исходными данными представлен в таблице 1.
Таблица 1. Исходные данные курсового проекта.
Дополнительные требования: максимальное напряжение на якоре должно превышать номинальное на 100 В
Схема силовых цепей выпрямительно-инверторного преобразователя должна обеспечивать выполнение требований, предъявляемых к электроприводу, при минимальном количестве управляемых вентилей и высоких технико-экономических показателях.
В первую очередь, выбирается пульсность схемы исходя из мощности привода. Выбираем пульсность р=2 [1, рис. 1].
Выбираем схему преобразователя. Однофазная мостовая схема используется чаще, чем двухфазная нулевая и она может питаться от однофазного напряжения и от одной фазы многофазного, через токоограничивающие реакторы, которые имеют меньшие габариты, массу и стоимость, чем трансформатор, поэтому выбираем однофазную мостовую схему [1, рис. 2в]. Реверсивный преобразователь выполняем двухкомплектным по встречно-параллельной схеме [2, рис. 32].
3. Электрический расчет силового трансформатора
Электрический расчет трансформатора выполняется с целью определения параметров трансформатора, от которых зависят свойства и характеристики преобразователя и привода.
Предварительно определим сопротивление якоря в относительных единицах. Расчетная температура, к которой приводится сопротивления обмоток электрической машины, при вычислении потерь принимается равной 75 0C для обмоток с изоляцией класса В и рассчитывается по формуле
где - коэффициент увеличения сопротивления обмоток при нагреве до расчетной температуры;
- заданное сопротивление якорной цепи двигателя, Ом;
После этого находится коэффициент необходимого повышения напряжения, обусловленного увеличением падения напряжения на активных сопротивлениях при перегрузках по току
- перегрузочная способность электрической машины;
, - номинальные напряжение и ток якоря двигателя, В;
- эквивалентное сопротивление преобразователя в относительных единицах, включающее в себя сопротивление обмоток трансформатора, токоограничивающего реактора и сопротивление, обусловленное коммутацией вентилей;
Коэффициент корректировки величины максимального напряжения преобразователя, исходя из требуемого превышения напряжения на якоре двигателя Uяmin в переходных режимах
Преобразователь имеет вентильные группы, подключенные к вторичным обмоткам трансформатора, поэтому вычисляются действующие значения линейного и фазного напряжения.
Действующее значение линейного и фазного номинального вторичного напряжения по формуле
где - коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения сети в отдельных случаях, согласно ГОСТ 13109-67;
- минимальный угол управления, определяющий снижение выпрямленного напряжения в реверсивных преобразователях в связи с ограничением угла управления;
- коэффициент выпрямленного напряжения по табл. 1 [1],
Вычисляется ЭДС преобразователя при номинальном напряжении сети и угле управления
Исходя из мощности цепи постоянного тока, определяется габаритная мощность трансформатора
где - коэффициент типовой мощности,
По табл. 2 [1] рекомендуемое первичное напряжение выбирается равным .
Действующее значение линейного первичного тока трансформатора пропорционально выпрямленному току
где - коэффициент первичного тока для полностью сглаженного тока по табл. 1 [1],
При работе преобразователя в режиме непрерывного тока происходит потеря напряжения, обусловленная коммутацией вентилей, которая учитывается как падение напряжения на фиктивном сопротивлении , обусловленном коммутацией. Таким образом, эквивалентное сопротивление преобразователя имеет два слагаемых
Активную составляющую напряжения короткого замыкания в процентах можно вычислить по предложенной эмпирической формуле
где - коэффициент, зависящий от конструкции трансформатора,
Коэффициент трансформации в общем случае равен отношению напряжения первичной обмотки к напряжению вторичной обмотки, если они имеют одинаковые схемы соединения
Тогда активное сопротивление обмоток одной фазы трансформатора, приведенное ко вторичной цепи, вычисляется по формуле
где - число фаз подведенного к вентилям напряжения сети
Активное сопротивление преобразователя, которое вносится в цепь постоянного тока, зависит от расчетного числа табл. 3 [1] последовательно включенных обмоток в сложных схемах, по которым протекает ток
Индуктивное сопротивление рассеяния обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной цепи, вычисляется по формуле
но при отсутствии технических данных реактивная составляющая напряжения короткого замыкания принимается равным 5-8% независимо от мощности трансформатора, т.е.
Вносимая в цепь постоянного тока индуктивность преобразователя, определяется по формуле
где - угловая частота сети, равная 100р рад/с,
Фиктивное активное сопротивление преобразователя, обусловленное коммутацией вентилей, определяется по выражению
где - коэффициент, учитывающий особенность схем по табл. 3;
- пульсность преобразователя в целом.
Индуктивные сопротивления токоограничивающих (анодных) реакторов, рассчитывают по номинальным первичным линейным напряжениям и току
Индуктивное сопротивление, которое вносится в цепь выпрямленного тока, равно
Активное сопротивление токоограничивающего реактора, при курсовом проектировании можно определить по эмпирической формуле
Активное сопротивление, которое вносится в цепь якоря, вычисляется по формуле
Таким образом, эквивалентное сопротивление преобразователя
В ходе проектирования выбираются типы вентилей и их класс по напряжению. Тип полупроводникового вентиля определяется требуемым выпрямленным током и заданной перегрузочной способностью, а класс максимальными повторяющимися напряжениями. Длительно допускаемый средний ток вентиля в значительной степени зависит от условия охлаждения. Поэтому вначале выбирается способ охлаждения.
Исходя из относительно небольшого выпрямленного тока А, выбирается принудительное воздушное охлаждение.
Правильно выбранные вентили должны длительно работать при номинальном токе с некоторым запасом, а при расчетных перегрузках температура p-n перехода не должна превышать максимально допустимую.
Во всех схемах преобразователей средний ток вентиля определяется числом вентилей присоединенных к одной выходной шине: положительной или отрицательной
По рекомендации [1] предварительно выбирается тиристор с предельным током в 5 раз больше его среднего значения. Данному условию отвечает оптронный тиристор типа ТО132-40.
- коэффициент формы тока тиристора табл. 3 [1];
- максимальная температура p-n перехода;
- температура окружающей (охлаждающей) среды в силовом шкафу преобразователя;
что удовлетворяет рекомендуемому значению от 2 до 3.
Тиристоры каждого типа выпускаются на различные максимально допустимые напряжения в прямом закрытом состоянии и в обратном направлении, которые считаются равными и кратными 100.
Максимальное импульсное рабочее напряжение определяется по формуле
где - коэффициент, учитывающий возможное повышение напряжения в сети,
Исходя из импульсного рабочего напряжения и коэффициента запаса по напряжению формула для определения класса вентиля имеет вид
Для уменьшения повторяющихся и неповторяющихся напряжений в каждом преобразователе используются защитные RC-цепи (рисунок 1).
Рисунок 1. Защитная RC-цепь тиристора.
В тиристорных выпрямительно-инверторных преобразователях могут использоваться реакторы уменьшающие пульсации тока якоря двигателя (сглаживающие).
Пульсации выпрямленного тока должны быть ограничены на уровне допустимого значения для выбранного двигателя.
Для проверки необходимости установки реактора используем следующее соотношение
Следовательно необходима установка дополнительного реактора.
Подберем подходящий реактор из справочника [5]
Выбираем реактор ФРОС-65/0.5УЗ с параметрами
Номинальный выпрямленный ток I=250 А
Для построения внешних характеристик необходимо знать максимальный граничный ток (при )
где - коэффициент граничного тока, зависящий от силовой схемы и пульсности преобразователя табл. 4 [1],
6. Описание силовой части электрической принципиальной схемы
Работа двигателя постоянного тока обеспечивается двумя комплектами нереверсивных преобразователей включенных встречно параллельно. Вентильный комплект VS1-VS4 - это группа "Вперед", представляющая собой мостовую схему. Питание мостовых схем выполняется от однофазного повышающего трансформатора с одной вторичной обмоткой. Вентильный комплект VS5-VS8 - это группа "Назад", представляющая собой мостовую схему. Встречно параллельное включение двух нереверсивных групп позволяет осуществлять реверс направления вращения и торможения двигателя постоянного тока. Включение и выключение вентильных комплектов производится подачей и снятием импульсов управления тиристорами соответствующего комплекта. Реактор L, включенный последовательно в цепь якоря двигателя ограничивает пульсации тока якоря на заданном уровне. Кроме того, реактор L ограничивает скорость нарастания тока в цепи постоянного тока при коротком замыкании и отключении преобразователя от сети контактором К1. Оба вентильных комплекта питаются от одного трансформатора. Напряжение питающей сети составляет 220 В. Автоматический выключатель QF1 на входе защищает от токов короткого замыкания.
7. Расчет механических характеристик
Вначале рассчитываются внешние характеристики системы ТП-Д. Предварительно находят приближенную границу между зонами прерывистого и непрерывного токов при .
Координаты границы для симметричных схем
Далее задается несколько значений напряжения управления в пределах, соответствующих указанным углам , и при согласованном управлении в случае пилообразного развертывающего напряжения угол управления рассчитывается по формуле
Результаты расчетов заносятся в таблицу 1.
Для построения фазовых характеристик второго вентильного комплекта в формулы для расчета подставляется напряжение управления вторым вентильным комплектом .
Для построения регулировочной характеристики выполняются промежуточные вычисления угла управления по формуле (25). Результаты расчетов заносятся в таблицу 1.
, град (первый вентильный комплект)
, град (второй вентильный комплект)
По результатам расчетов (таблица 1) строятся фазовые характеристики СИФУ для вентильной группы вперед и вентильной группы назад (рисунок 2), и регулировочная характеристика (рисунок 3).
Рисунок 2. Фазовые характеристики вентильных групп "Вперед" (синий) и "Назад" (красный)
Рисунок 3. Регулировочная характеристика .
В режиме прерывистого тока в начале находим - минимальную ЭДС якоря при . Полагая, что используются широкие импульсы управления тиристорами, при малых углах ()
Результаты расчета заносятся в таблицу 2.
Эквивалентное сопротивление якорной цепи
При токах, превышающих граничный (в режиме непрерывного тока), внешние характеристики являются прямыми линиями
Задаваясь током якорной цепи от до при фиксированном значении угла управления (напряжения управления).
Окончательно строятся механические характеристики . Для этого определяются коэффициент двигателя
а затем вычисляется электромагнитный момент и скорость по формулам
Механические характеристики реверсивных преобразователей строятся в четырех квадратах.
На них наносятся линии, соответствующие номинальному и максимальному электромагнитным моментам, линии соответствующие положительной и отрицательной номинальным скоростям, ограничительная характеристика и линия раздела между режимами прерывистого и непрерывного тока.
Максимальный электромагнитный момент определяется исходя из перегрузочной способности двигателя
Результаты расчетов скорости и момента двигателя постоянного тока
E2 = 481.0; R_я.ц = 0.2890; I_max = 10.0 p=2
X_т = 0.141; L_я.ц = 0.365700; c = 0.700 s=2
На основании технических данных двигателя постоянного тока и требований к электроприводу выполнен электрический расчет тиристорного выпрямительно-инверторного преобразователя (управляемого выпрямителя), рассчитаны характеристики разомкнутой системы ТП-Д.
Преобразователь выполнен на нестандартное напряжение и стандартный ток.
В процессе выполнения работы рассчитаны параметры силового трансформатора, произведен выбор вентилей, рассчитаны параметры реакторов.
1. Проектирование силовой части преобразователя системы ТП-Д. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Преобразовательная техника". Лихошерст В.И., Костылев А.В. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. 39 с.
2. Лихошерст В.И. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии для электроприводов с двигателями постоянного тока: Учебное пособие. Свердловск: изд. УПИ им. С.М. Кирова, 1987. 80 с.
3. Мощные управляемые выпрямители для электроприводов постоянного тока. Э.М. Аптер, Г.Г. Жемеров, И.И. Левитан, А.Г. Элькин. М.: Энергия, 1975.
4. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1982. 416 с.
5. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник. Под ред. Перельмутера В.М. М.: Энергоатомиздат, 1988. 319 с.
Выбор элементов тиристорного преобразователя. Особенности расчета тиристорного преобразователя для электропривода постоянного тока. Характеристики основных элементов преобразователя и схем защиты. Подбор подходящих под результаты расчета элементов. курсовая работа [1,5 M], добавлен 14.10.2012
Выбор силовой схемы тиристорного преобразователя и оценка его элементов. Определение основных параметров силового трансформатора. Расчет и выбор элементов защиты тиристоров. Статические и энергетические характеристики преобразователей этого типа. курсовая работа [333,1 K], добавлен 14.03.2014
Структурная схема преобразователя, расчет и выбор элементов силовой части схемы. Выбор и описание системы управления частотным преобразователем. Синтез и описание функциональной схемы работы системы управления. Особенности моделирования силовой части. курсовая работа [6,2 M], добавлен 28.01.2015
Выбор схемы тиристорного преобразователя. Определение ЭДС его условного холостого хода. Расчет параметров силового трансформатора. Особенности выбора тиристоров. Выбор сглаживающего и уравнительного реакторов. Защита тиристорного преобразователя. курсовая работа [344,4 K], добавлен 05.09.2009
Определение порядка выбора схемы тиристорного преобразователя. Расчет падения напряжения на активном сопротивлении и определение условного холостого хода тиристорного преобразователя. Общий расчет параметров силового трансформатора и выбор тиристоров. методичка [158,4 K], добавлен 22.02.2015
Функциональная схема тиристорного преобразователя. Выбор элементов силовой схемы. Расчет надежности трехфазной мостовой схемы выпрямления. Расчет трансформатора с учетом коэффициента запаса. Трансформатор силовой согласующий, автоматический выключатель. курсовая работа [225,2 K], добавлен 31.05.2016
Разработка силовой схемы преобразователя. Расчет параметров и выбор силового трансформатора, тиристоров, сглаживающего дросселя. Проектирование функциональной схемы АЭП и электрической схемы блока системы импульсно-фазного управления электропривода. курсовая работа [575,2 K], добавлен 17.05.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование силовой части преобразователя системы ТП-Д курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Применение технологии солянокислотной обработки установок ЭЦН на Мишкинском месторождении
Мой Город Ставрополь Сочинение
Сочинение Дневниковая Запись 9 Класс
Сочинение 5 Класс Грабарь
Планирование Персонала Реферат
Курсовая Работа На Тему Инфляционные Процессы И Ценовое Регулирование В Республике Беларусь
Контрольная работа: Развитие и обучение персонала организации
Дипломная работа по теме Анализ процессуальных особенностей рассмотрения споров в третейских судах
Реферат по теме Особенности воспитания девочки в семье
Реферат: ГАТТ/ВТО и его роль в международной торговле
Курсовая работа по теме Система модальних часток як невід’ємна складова німецького розмовного мовлення
Курсовая работа по теме Система интересов в современной экономике и их противоречия
Дипломная работа по теме Разработка проекта административной инструкции по управлению рисками на рабочем месте
Дипломная работа по теме Функционально-стилистическая роль описания в романе Фр.С. Фицджеральда 'Великий Гэтсби'
Ответ на вопрос по теме Функциональный анализ
Входная Контрольная Работа 5 Класс География
Отчет по практике по теме Анализ экономических показателей деятельности предприятия на примере ООО 'ИнвестТорг'
Реферат: Средневековая философия 6
Реферат: Предметы традиционной одежды и народных промыслов народов Британских островов и их современное применение
Реферат: Рынок услуг связи
Нормативно-правовая регламентация института юридической ответственности на муниципальном уровне осуществления публичной власти в Российской Федерации - Государство и право дипломная работа
Русская культура и быт в первой половине XVIII века - История и исторические личности презентация
Беспроводные сети связи - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника презентация