Расчет преобразователя для асинхронного двигателя - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа

Выбор и расчет трансформатора. Запуск виртуальной установки (мостового) выпрямителя (моста Греца) при работе на асинхронный двигатель. Моделирование трёхфазного инвертора. Просмотр тока в нагрузке с помощью пакета расширения Signal Proccessing Toolbox.


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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки, молодёжи и спорта Украины
Одесская национальная морская академия
«Силовая электроника и преобразовательная техника»
1. Согласно варианту выбираем нужную схему.
Вид тока и количество фаз источника питания - ток переменный, количество фаз 1.
Вид тока и количество фаз нагрузки - ток переменный, количество фаз 3.
На выходе преобразователя ставится нагрузка AD мощностью в 6 кВт, работающая на переменном токе. Тогда, для выполнения этих условий нам нужен однофазный трансформатор, однофазный мостовой выпрямитель и трёхфазный инвертор.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Сначала необходимо подобрать трансформатор.
Он выбирается с таким расчетом, чтобы его мощность была достаточной.
где S H - номинальная мощность трансформатора, (кВА)
- номинальный коэффициент полезного действия.
cos - номинальный коэффициент мощности.
Мы берем максимально возможное значение и cos,так как в RL нагрузке почти нет потерь, тогда возьмем =0,885,а cos=0,84. А равняется 6,5 получим:
Для обеспечения нужной мощности на выходе с запасом, выбираем трансформатор типа ОСЗМ-63-74.ОМ5.
Расчет начинаем с расчета трансформатора.
Паспортные данные выбранного трансформатора:
Первичное напряжение трансформатора - 660 В, вторичное - 400 В
Uк.з= Uк.з(%)?U1н=0,042?660=27,72 В (1.2)
2. Номинальный ток первичной обмотки трансформатора
3. Коэффициент мощности при коротком замыкании
r к.з= zк.з ? cosк=0,29?0,37=0,1 Ом (1.7)
x к.з= zк.з?sinк=0,29?0,929=0,27 Ом (1.8)
8. Относительные сопротивления первичной и вторичной обмоток:
9. Относительные индуктивности рассеивания первичной и вторичной обмоток
10. Относительные сопротивление и индуктивность ветви намагничивания
S0=I0 U1н=3,149660=2078,9 (ВА) (1.12)
I0= I0(%)I1н=0,03395,45=3,149 А (1.13)
После проделанного расчета трансформатора, мы запускаем виртуальную установку (мостового) выпрямителя (моста Греца) при работе на асинхронный двигатель, которая показана ниже.
Для начала задаем параметры трансформатора. Для этого 2 раза щелкаем по трансформатору, открывается окно Block Parameters, где задаются все значения.
Далее задаем параметры источника питания.
Окно настройки параметров выпрямителя.
Параметры нагрузки задаются так, чтобы постоянная времени нагрузки L н /R н находилось в пределах (2…..5)Т, (Т=1/f=1/50=0,02с.),пусть 3,45Т=3,45?0,02=0,069с.
Так как потребляемая мощность - 6 кВт, нам нужно подобрать активное и реактивное сопротивления таким,чтобы на Display 1 получились такие значения тока и напряжения, чтобы после перемножения их, приблизительно получилась потребляемая мощность.
Окно настройки параметров нагрузки показано ниже:
U0=13,99В, I0=429А, P=U0?I0=13,99?429=6002Вт.
В окне настройки параметров блока Fourier I1 устанавливается частота, равная частоте питающего напряжения, и номер первой гармоники.
Блоки Fourier I0, Fourier U0 измеряют постоянные составляющие выходного тока и напряжения.При двухполупериодном выпрямлении основная частота выходного напряжения (тока) равна удвоенной частоте источника(f=100).В поле (Harmonic n) задается номер гармоники.В данном случае измеряется постоянная составляющая (n=0).
Окно приборов Display для измерения значений иследуемых процессов показано ниже:
В первом поле задается формат представления измеряемых значений. Второе поле определяет периодичность вывода значений в окне.
Окно настройки блока Multimeter показано ниже:
В левом поле высвечиваются все напряжения и токи универсального моста, так как они заданы в окне настройки блока.В правом поле отражены те переменные,которые измеряет блок.
После задания всех необходимых параметров нажимаем кнопку Start simulation и получаем:
Осцилограммы токов питания, нагрузки и напряжения на нагрузке.
Осцилограммы напряжения и тока диода
Изменяя сопротивление нагрузки и индуктивности так, чтобы постоянная времени не изменялась, можно измерить и рассчитать основные характеристики выпрямителя для каждого значения сопротивления.
Результаты моделирования заносятся в Таблицу 1.
Амплитуда I1(1)max и фаза первой гармоники тока источника питания определяются по показаниям Display,ток и напряжение на нагрузке опре-деляется по показаниям Display 1,а мгновенные значения этих величин можно наблюдать на экране осцилоскопа.
Вычисление полной и активной мощности, потребляемой выпрямителем от источника питания по первой гармонике,а так же мощность в нагрузке, осуществляется по выражениям:
По завершении очередного моделирования появляется графическое окно блока Multimeter с кривыми мгновенных значений напряжения и тока диода,по которым определяется максимальные значения этих величин.
-внешнюю характеристику выпрямителя
-энергетические характеристики выпрямителя I 1 (1) max ,I dmax ,S 1 (1),
2. Далее переходим к моделированию трёхфазного (мостового) инвертора, схема приведена ниже:
При чем мы должны задать напряжение полученное ранее при расмотрении моста Греца. Окно настройки трёхфазного мостового транзисторного инвертора показано далее.
В полях окна задаются амплитуда, частота и начальная фаза модулирующего напряжения.Из рисунка видно,что частота модулирующего напряжения 25 Гц.На эту частоту, как на основную гармонику измерения,должны быть настроены параметры измерительных блоков Fourier I1, Fourier I, U, Fourier IТ, RMS T.
При снятии внешних характеристик изменяются параметры Rн, Lн нагрузки. Значение параметров мы берем из прошлых расчетов, при чем такие ,которые при перемножении дают значение максимально близкое к значению заданой Рн. При чем постоянная времени нагрузки оставалась неизменной, равной =0,069с.
Окно настройки параметров блоков To Workspace
Окно настройки параметров моделирования
Напряжение и ток силового модуля (m=0.6).
Напряжение и ток силового модуля (m=2).
Ток питания, ток нагрузки и напряжения на нагрузке:
Все измерения заносятся в таблицу, которая представлена ниже. Амплитуда первых гармоник тока и напряжения на нагрузке и их начальные фазы определяются по показаниям Display 2 средний ток в источнике питания опреде-ляется по показаниям Display 1. Мгновенные значения этих величин можно наблюдать на экране осциллоскопа. Средний и действующий ток в силовом полупроводниковом модуле определяется по показаниям Display 3. Расчеты производятся по таким формулам:
Рт={m*Vf+(1-m)*Vfd*(cos (Фн)-1)/ (cos (Фн)+1)}*Iт+Ron(Irms)^2 (1.21)
-энергетическая характеристика инвертора
Исследование регулировачной характеристи инвертора при одном значении сопротивления нагрузки и изменении амплитуды модулирующего напряже-ния от 0 до 2 В осуществляется при каждом значении последнего,при этом заполняется Таблица 4.
По данным таблицы строится регулировачная характеристика.
Энергетические характеристики инвертора:
Далее используем пакет расширения Signal Proccessing Toolbox. Используя средства просмотра сигнала, записаного в рабочую область под именем I_load, U_Load, можно просмотреть ток в нагрузке.Для m=0,6 (коэффициент модуляции):
Спектральный состав тока и напряжения нагрузки показан ниже (метод FFT) при m=0.6 :
Далее используем пакет расширения Signal Proccessing Toolbox. Используя средства просмотра сигнала, записаного в рабочую область под именем I_load, U_Load, можно просмотреть ток в нагрузке. Для коэффициента модуляции m=2:
Показания тока I1 и тока с напряжением в нагрузке при m=2 Iн Uн:
В соответствии с вариантом выбираем АД из Таблицы Б.1 - Паспортные данные асинхронных короткозамкнутых электродвигателей (методические указания).
Синхронная частота вращения 3000 об/мин.
Обозначаем параметры схемы замещения АД по паспортным данным (табл. Б.1 приложения Б методических указаний).
де n s - синхронна частота вращения (скорость вращения магнитного поля статора), об/мин;
n н - номинальная скорость вращения вала АД, об/мин.
где - отношение максимального момента к номинальному.
трансформатор выпрямитель инвертер двигатель
Сначала конструктивный коэффициент задаётся в границах с 1 = 1,02?1,05. После расчёта индуктивностей, которые входят в уравнение (2.3), необходимо сравнить полученное значение с ранее выбранным и уточнить расчёт. Обычно за две, три итерации удаётся достигнуть выравнивания принятого и расчётного конструктивного коэффициента.
В уравнении (2.4) механические потери ДР m определяются из уравнения:
где = 7,5 - кратность пускового тока АД.
Индуктивность рассеяния статора и ротора:
По формуле (2.3) рассчитываем конструктивный коэффициент
Необходимо подчеркнуть, что номинальной нагрузкой АД (Nom. Power, P n , VA) есть полная мощность, потребляемая АД из сети.
Для создания момента сопротивления T m на валу АД пропорционального скорости вращения ротора, в модели между выходом измерения оборотов АД щ m и входом T m необходимо включить блок Gain, коэффициент передачи которого рассчитывается по формуле:
Измеряемые параметры на мультиметре.
Как видно из показаний осцилоскопа, переходной период, когда АД набирает свои номинальные обороты, заканчивается через примерно 5,5с после подачи напряжения на АД. Момент достинает значения около 20 н?м.
Сглаживание пульсаций напряжения в цепи постоянного тока (DC Link,) производится с помощью Г - образных или П - образных LC - фильтров.
Значение ёмкости конденсатора определяется уровнем пульсаций напряжения в цепи постоянного тока ДU с . Если учесть, что допустимые пульсации напряжения не превышают 0,1U dн и пренебречь изменением тока при изменении напряжения на конденсаторе фильтра, то можно приравнять ток нагрузки к зарядному или разрядному току конденсатора. В этом случае ёмкость конденсатора определяется по формуле:
- электромагнитная постоянная времени нагрузки, с; где В = е - Т/(2·Тн)
T=1/f 2н =1/50=0,02с- период выходного напряжения автономного инвертора, с.
r - сопротивление фазы випрямителя, Ом;
де R on = 0,1 Ом - дифференциальное сопротивление диода в прямом направлении отмечается в окне настройки универсальных мостов Bridge;
n v - количество последовательно включенных и одновременно работающих мостов;
r тр - активное сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к вторичной обмотке, сначала можно принять его равным r кз = 0,1 Ом и определить по формуле (2.6).
При уменьшении частоты выходного напряжения инвертора необходимая ёмкость конденсатора увеличивается. При f i = 0 она достигает наибольшего значения, которое вычисляется по формуле:
де k п =0,483- коэффициент пульсаций напряжения U d , % (табл.. Г.1 приложения Г). Также его можно рассчитать экспериментально: из графиков напряжения сети и на выходе выпрямителя.
Если ёмкость конденсатора обозначить в микрофарадах, то расчётная индуктивность фильтра находиться в генри, исходя из требуемого значения коэффициента фильтрации:
где р=4 (по графику) - количество пульсаций выпрямленного напряжения за один период изменения напряжения сети питания. Значением коэффициента фильтрации задаются в границах (k ф =550).
(2,25Гн-исходное), эмпирическое значение L=0,05Гн.
-мощность, в зависимости от момента и частоты вращения,
Используя полученные расчётные значения L ф та С ф , необходимо выбрать конденсатор и дроссель с расчётом величины напряжения и тока цепи постоянного тока. Произведя ряд эмпирических исследований, определил ёмкость конденсатора С=1500мкФ, а индуктивность L=0,05Гн, при коэффициенте модуляции m=0.99,при других значениях не удалось разогнать АД до необходимого паспортного уровня (n=2860 об/мин. экспериментальное значение,n=2900 об./мин. паспортное значение для АД).
Цепь постоянного тока соединяем с автономным инвертором (Invertor) и через выключатель (3-Phase Breaker) с АД (Asynchronous Machine). Катушка индуктивности фильтра L=L ф включается на выходе моста Bridge .
Блок Multimeter настраиваем на измерение тока диодов (Isw_diod) и напряжения на диодах моста (Usw_diod) и тока транзисторов (Isw_igbt) и напряжения на транзисторах (Usw_igbt). Для этого в окне настройки блока вибираем параметры: (Isw1 Bridge, Usw1 Bridge, Isw1 Invertor, Usw1 Invertor). После завершения модулирования, в соответствии с показанием прибора Display2 и графического окна Multimeter по справочникам необходимо выбрать диоды для схемы выпрямителя и IGBT-транзисторы для схемы силового инвертора. Необходимую информацию можно найти по сайтам компаний www.irf.com, www.onsemi.com и других.
Время сработки выключателя (Transition time 3-Phase Breaker), который подключает АД к выходным контактам инвертора, должно быть большим времени переходного процесса t п , в нашем случае оно равно 0,05 с. Сопротивление переходных контактов выключателя (R on ) принимаем равным 0,001 Ома.
Осцилограммы напряжения и тока на мосте и инверторе
Выбрал тиристор для управляемого випрямительного моста: МДТ 2-25-4 Ioc=25A,Uзс=400В=Uобр.п..
Выбрал транзистор для управляемого инвертора: IRG4BC30KD-S: Vces=600V, Ic=16A, Vge=15V.
Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме. Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению. Расчет параметров пусковых импульсов, схем подавления помех, однофазного мостового выпрямителя и трансформатора. Моделирование силовой части. курсовая работа [472,7 K], добавлен 02.02.2011
Расчет параметров двигателя постоянного тока. Расчёт и выбор согласующего трансформатора, выбор тиристоров. Система импульсно-фазового управления. Моделирование трехфазного трансформатора в режимах короткого замыкания и холостого хода в среде Matlab. курсовая работа [651,6 K], добавлен 30.03.2015
Определение структуры и параметров объекта управления скоростью асинхронного двигателя с фазным ротором. Расчет его динамических характеристик. Расчет характеристик асинхронного двигателя. Разработка принципиальной схемы и конструкции блока управления. курсовая работа [416,9 K], добавлен 29.07.2009
Расчет основных параметров элементов схемы управляемого выпрямителя: трансформатора (при трансформаторном варианте), вентилей (тиристоров), сглаживающего реактора. Статические характеристики двигателя. Расчет ЭДС и средней мощности преобразователя. контрольная работа [88,1 K], добавлен 27.06.2014
Назначение основных блоков электронного трансформатора. Выбор входного выпрямителя и фильтра. Расчет трансформатора, мощности разрядного резистора и схемы силового инвертора. Разработка системы управления силовым инвертором. Проектирование блока защиты. курсовая работа [443,4 K], добавлен 05.03.2015
Схема управляемого выпрямителя. Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме. Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению. Расчет стабилизатора напряжения, выпрямителей. Моделирование выпрямителя, расчет источника питания. курсовая работа [367,6 K], добавлен 02.02.2011
Принципиальная электрическая преобразователя частоты. Расчет трехфазного транзисторного инвертора. Основные параметры конденсатора. Сопротивление фазы трансформатора. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры. Внешний вид предохранителей и реле тока. курсовая работа [2,8 M], добавлен 07.01.2015
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



Расчет преобразователя для асинхронного двигателя контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Лабораторная Работа Изменчивость Организма
Реферат На Тему Бета-Лактамные Антибиотики Для Лечении Вич
Контрольная работа по теме Царкоўна-рэлігійныя адносіны ў Вялікім княстве Літоўскім
Эссе Про Волонтерство
Пиво Эссе Сколько Градусов Алкоголя
Курсовая работа по теме Психологические аспекты агрессивного поведения детей в младшем школьном возрасте
Административная Контрольная Работа По Математике 4
Реферат: Апаратне забезпечення САПР
Диссертация Медведева Дмитрия Анатольевича
Контрольная Работа 11 Класс Биболетова 1 Четверть
Реферат: Жан Расин. Скачать бесплатно и без регистрации
Эссе Великие Люди Великой Степи
Реферат по теме Интернет-рефлексия: обзор некоторых проблем
Сочинение На Тему Поэтические Страницы
Реферат: Структурный функционализм в социологии религии
Автореферат Магистерской Диссертации Образец
Сочинение Про 1 Сентября 3
Курсовая работа по теме Акционерные общества Российской Федерации как субъекты гражданского права
Место Человека В Жизни Эссе
Курсовая работа по теме Создание систем электронной торговли энергосберегающими технологиями
Санитарно-гигиенических показателей деятельности предприятия кафе Украинской кухни - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Проблемы доказательств в советском уголовном процессе - Государство и право реферат
Система и структура конституционного права Украины - Государство и право реферат