Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Розрахунок і вибір елементів реверсивного тиристорного перетворювача - Комунікації і зв'язок

ЗМІСТ

Введення

1 Вибір схеми тиристорного перетворювача

2 Визначення ЕРС умовного холостого ходу тиристорного перетворювача

3 Розрахунок параметрів силового трансформатора

4 Вибір тиристорів

5 Вибір реактора, що згладжує

6 Вибір зрівняльних реакторів

7 Захисту тиристорного перетворювача

ВСТУП

В даний час найбільш поширеними і масово випускаються промисловістю є системи керування електроприводом, побудовані за принципом підлеглого управління. У порівнянні з попередніми їм системами вони володіють великою швидкодією, виконані на базі уніфікованих елементів, що полегшує проектування і складання. Хоча в наші дні існують системи управління, що забезпечують кращі показники, системи підлеглого управління все ще актуальні.

Принципи підлеглого управління дозволяють з'єднати систему управління з об'єктом незалежно від того, чи використовується в ньому система ТП-Д, Г-Д якої іншої керований перетворювач. Велика інерційність електромашинних пристроїв компенсується, можливо, обмеження динамічних струмів на заданому рівні.

Сучасні уніфіковані системи автоматичного керування електроприводом будують за принципом підлеглого регулювання параметрів.

Аналіз структурних схем об'єкта управління - силової частини електроприводу - показує, що вони мають вигляд ланцюжка послідовно з'єднаних ланок, на виході кожного з яких формується той чи інший параметр.

Перевагою системи підлеглого управління в можливості обмеження величини підлеглого параметра шляхом обмеження вихідного сигналу регулятора зовнішнього контуру.

Метою даної курсової роботи є розрахунок позиційної системи підлеглого управління з наступними параметрами: статизм швидкісного контуру - не більше 5%; діапазон регулювання - 30?1; момент інерції на валу 0.8JДВ.

Двигун типу П151-5К з наступними паспортними даними:

РН = 320 кВт;

UН = 4400 В;

IН = 788 А;

nН = 500 об / хв;

2а = 6;

2р = 6;

Wв = 460;

N = 696;

Rя = 0.0122 Ом;

Rк = 0.0067Ом;

rд = 0.00197 Ом;

RВ = 1,86 Ом;

Jд = 88,75 кг ? м2.

UC = 6000 В.

1. ВИБІР СХЕМИ тиристорного перетворювача

Як відомо з усіх способів регулювання і зміни напрямку швидкості, використання реверсивного тиристорного перетворювача (РТП) є одним з найсучасніших способів створення швидкодіючого регульованого електроприводу постійного струму. Реверсивним тиристорним перетворювачем називається перетворювач, через який струм може протікати в обох напрямках. Оскільки тиристори пропускають струм тільки в одному напрямку, то для зміни напрямку струму навантаження необхідно використовувати дві групи вентилів, кожна з яких проводить струм у своєму напрямку. Ці групи вентилів найчастіше збираються за трифазною мостовою або трифазної нульової схемою. Трифазна нульова схема відрізняється простотою, меншим числом вентилів застосовуваних у схемі. Трифазна мостова схема має низку переваг порівняно з трифазної нульової:

1) Випрямлена ЕРС при одному і тому ж вторинному напрузі трансформатора в два рази більше;

2) Пульсації випрямленою ЕРС в два рази більше за частотою і менше по амплітуді;

3) Вентильні групи можуть підключатися до мережі без трансформатора;

4) Типова потужність трансформатора менше.

Перераховані переваги обумовлюють переважне застосування трифазної мостової схеми в системах електроприводу (ЕП) потужністю десятки - сотні кіловат. Оскільки потужність ТП, що живить якірний ланцюг досить велика, то вибираємо трифазну мостову схему.

Як було зазначено вище, для отримання реверсивного ТП дві групи вентилів певним чином з'єднують між собою. Розрізняють зустрічно - паралельне і перехресне з'єднання. При зустрічно - паралельному з'єднанні застосовується простий двохобмотувальний трансформатор меншої потужності. Перевага перехресної схеми в тому, що в даній схемі аварійні процеси при одночасному включенні тиристорних груп протікають легше, тому цю схему цю схему доцільно застосовувати у відповідальних ЕП. На підставі цього вибираємо зустрічно - паралельне з'єднання випрямних груп.

Застосовуються два основні методи управління комплектами РТП: спільне і роздільне. При спільному управлінні імпульси подаються на тиристори обох одночасно. При цьому одна група працює в випрямному режимі з кутом регулювання aВ, розвиває середнє значення випрямленої напруги UaВі забезпечує протікання струму через навантаження. В цей же час друга група переводиться в інверторний режим з кутом регулювання aІі середнє значення випрямленої напруги UaІ.Прі такому управлінні в РТП утворюється замкнутий контур, по якому може протікати зрівняльний струм. Для зменшення цього струму кути регулювання повинні бути в певному співвідношенні. При узгодженому управлінні співвідношення кутів встановлюється таким чином, щоб виконувалася співвідношення :. Це рівність виконується за умови. При цьому способі управління в зрівняльний контурі протікає переривчастий струм середнє значення, якого називають статичним зрівняльним струмом і обмежують до допустимого зрівняльними реакторами. Для зменшення зрівняльного струму застосовують неузгоджене управління групами тиристорів в РТП. При цьому співвідношення кутів управління :. При цьому в зрівняльний контурі завжди є постійна складова напруги, спрямована проти провідності тиристорів, оскільки инверторная група розвиває більшу напругу, ніж випрямна. Це призводить до різкого зменшення статичного зрівняльного струм, хоча динамічний зрівняльний струм зменшується незначно. Необхідно відзначити також те, що протікання невеликого зрівняльного струму сприятливо позначається на статичних характеристиках ТП. Таким чином переваги спільного управління:

1) Відсутність необхідності в перемиканнях силового ланцюга;

2) Висока швидкодія при переході з одного режиму в інший і постійна готовність до цього переходу;

3) Однозначність в статичних характеристиках ТП.

У розробляється преобразователе застосуємо спільне управління вентильними групами.

Для управління ТП в даний час застосовують головним чином безінерційні системи фазового управління з пилкоподібним або синусоїдальним опорною напругою. Перевагою синусоїдальної форми опорного напруги є лінійність результуючої характеристики ТП. Однак діапазон регулювання кута a становить менше 180О, так як практично слід виключити із зони регулювання околиці максимуму і мінімуму і максимуму опорного напруги, де воно практично не змінюється. Крім того, збереження строго синусоїдальної форми опорного напруги представляє значні труднощі. Тому в розробляється ТП застосуємо пилкоподібну опорна напруга.

На малюнку 1.1 представлена принципова схема тиристорного перетворювача.

Малюнок 1.1 - Принципова схема тиристорного перетворювача

2. Визначення ЕРС УМОВНОГО холостого ходу ТП

Падіння напруги на активному опорі відповідно згладжує, зрівняльного реактора

(2.1)

де- середнє значення випрямленої напруги

Комутаційне падіння напруги на тиристорі при номінальному навантаженні приймаємо

(2.2)

гдеобично беруть 5 ... 7%.

Напруга випрямлення ВАХ тиристора

(2.3)

де UКЛ- класифікаційне падіння напруги на тиристорі при номінальному струмі (береться з паспорта на тиристор) ,.

Допустимий струм вентилів

(2.4)

Динамічний опір тиристора

(2.5)

Середнє значення падіння напруги на тиристорі

(2.6)

Запас по напрузі тиристорного перетворювача, необхідний для виконання умови реалізації оптимальної настройки контуру струму на модульний або симетричний оптимум

(2.7)

Можливі коливання напруги від нестабільності мережі живлення складають

(2.8)

Визначимо е.р.с. умовного холостого ходу тиристорного перетворювача за формулою

(2.9)

3. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ силових трансформаторів

Лінійна напруга на вторинній обмотці силового трансформатора

(3.1)

Фазна напруга на вторинній обмотці СТ:

(3.2)

Чинне значення струму вторинної обмотки СТ:

(3.3)

Чинне значення струму первинної обмотки:

(3.4)

Виходячи з каталожних даних по каталогу вибираємо СТ з двома вторинними обмотками. При цьому вибирається СТ з рівною, або найближчій більшою потужністю:

- Для СТ з двома вторинними обмотками (триобмотковий трансформатор) вибираємо трансформатор з потужністю:

(3.5)

де

При виборі трансформатора потрібно виконати перевірку його по струму і напрузі, тобто необхідно дотримання наступних умов:

(3.6)

Якщо допустиме значення діючого струму вторинної обмотки в каталозі не вказано, то його можна розрахувати за формулою:

(3.7)

З таблиці 4.1 методичних вказівок до виконання курсового проекту [1] виписуємо такі дані обраного силового трансформатора типу ТМ - 400/10:

PН.ТР = 400 кВт - номінальна потужність;

= U1.ТР = 10 кВт - напруга живильної мережі;

UК% = 4,5% - напруга короткого замикання;

DPКЗ = 5,7 кВт - потужність втрат короткого замикання;

DPХХ = 0,96 кВт - потужність втрат холостого ходу;

IХХ% = 2,55% - струм холостого ходу;

U2Л.ТР = 690 В - вторинне лінійна напруга;

I2.ТР = 334,696 А - діюче значення струму вторинної обмотки.

Після вибору обов'язково необхідно перерахувати значення максимальної випрямленою ЕРС:

(3.8)

4. ВИБІР тиристором

Тиристор вибираємо по протікає через нього струму, умовам охолодження вентилів і максимальному зворотному напрузі.

Середнє значення струму, який протікає через тиристор зі стандартним радіатором при номінальному навантаженні і примусовому охолодженні:

(4.1)

За величиною IВ.СРіз каталогу вибираємо тиристор. У паспорті на тиристор вказується, який струм він пропускає при примусовому повітряному охолодженні з максимальною швидкістю повітряного потоку 10 або 15 м / с і вказується класифікаційне падіння напруги на тиристорі при цьому струмі UКЛ.

Якщо струм через тиристор при природному повітряному охолодженні не вказаний, то необхідно керуватися тим, що при застосуванні типових семіреберних охолоджувачів з алюмінієвих сплавів тиристори можна навантажувати струмом не більше 35% від паспортної величини.

Максимальна зворотна напруга на тиристорі:

(4.2)

де КЗАП = 1,25 ... 2 - коефіцієнт запасу залежно від необхідного ступеня надійності електроприводу.

КUОБР = 1.045 - коефіцієнт зворотної напруги.

Тиристор вибираємо виходячи з умов:

(4.3)

де UПОВТ- каталожна величина повторюваного напруги.

З таблиці 4.2 методичних вказівок до виконання курсового проекту [1] виписуємо такі дані обраного тиристора типу Т15-125:

IВ.ДОП = 125 А - максимальний середній струм;

UКЛ = 2,05 В - напруга у відкритому стані;

UПОВТ = 1800 В - повторювана напруга;

rд = 1,5 мОм - динамічний опір;

5. ВИБІР згладжуються і зрівняльного реактора

Згладжує реактор, що включається послідовно з якорем двигуна необхідний для:

1) Забезпечення безперервного струму якоря двигуна в певному діапазоні навантажень і частот обертання його;

2) Обмеження амплітуди змінної складової струму якоря двигуна до допустимої величини.

Для забезпечення безперервного струму при мінімальному навантаженні РТП та вугіллі регулювання aМАКС, а також якщо обраний один СТ з двома вторинними обмотками, то індуктивність реактора, що згладжує можна визначити за формулою:

(5.1)

де- кругова частота першого гармоніки випрямленої напруги;

f = 50 Гц;

m = 6.

Для більшості систем сучасних вентильних електроприводів зрівняльні реактори (УР) вибираються таким чином, що при Id? 1,5IУР (де IУРсоставляет близько 0,1IН) вони насичуються. Тому LУРв вищенаведених формулах можна не враховувати

Розрахуємо складові входять у формулу (5.1) для розрахунку:

Розрахунок індуктивності якоря двигуна за емпіричною формулою:

(5.2)

де k = 5 ... 6 - для компенсованих машин.

Відносна величина ефективного значення першої гармоніки випрямленої напруги enопределяется за величиною максимального кута регулювання aМАКС, відповідного мінімальної робочої швидкості електродвигуна:

(5.3)

Розрахуємо складові входять у формулу (5.3) для розрахунку aМАКС:

Коефіцієнт пропорційності між швидкістю і е.д.с .:

(5.4)

де- опір якірного ланцюга двигуна, для машин серії П.

Таким чином:

Вважаємо, що необхідний діапазон регулювання швидкості рівним DР = 30, тоді мінімальна швидкість:

(5.5)

Сумарний опір якірного (вихідний) ланцюга системи ТП-Д:

(5.6)

де- комутаційне опір

(5.7)

- Опір згладжує і зрівняльного реактора

(5.8)

Отримані значення підставимо у формулу (5.3) отримаємо:

Знаючи, aМАКСвелічіну enопределяем за графіком (1, стор. 56) визначаємо:

Відносна величина ефективного значення першого гармоніки випрямленої струму Iвв залежно від потужності електроприводу знаходиться в межах:

Розрахувавши всі значення входять у формулу (5.1) можна розрахувати:

6. ВИБІР УРАНІТЕЛЬНИХ РЕАКТОРІВ

Необхідна індуктивність двох насищаються зрівняльних реакторів розраховується за формулою:

(6.1)

де- фазное вторинна напруга трансформатора;

;

- Діюче значення статичного зрівняльного струму;

-коефіцієнт, що залежить від діапазону регулювання вихідної напруги ТП.

LТР- індуктивність фази трансформатора.

Кут a змінюється a = 0 ... aМАКС <90 °, то КЕФследует визначити за величиною aМАКСна рис.2.2 методичних вказівок до виконання домашнього завдання №1 [2].

Таким чином, отримуємо:

У реверсивному ТП використовується як правило, два зрівняльних реактора, один з яких насичується при протіканні струму навантаження, а другий обмежує зрівняльний струм. В цьому випадку беруть два однакових зрівняльних реактора, індуктивність кожного з яких в ненасиченому стані більше або дорівнює розрахункової. Номінальний струм вибраного реактора IУР.Н? IН, а зрівняльний струм повинен бути приблизно дорівнює розрахунковим значенням Іср

Вибираємо зрівняльний реактор типу РОС-100 / 05Т:

IУP = 48 А - номінальний зрівняльний струм реактора;

LУP = 12 мГн - індуктивність реактора;

IН.УР = 500 А - номінальний постійний струм.

7. РОЗРАХУНОК КОЕФІЦІЄНТА ПОСИЛЕННЯ ТП ПО напруги і його ХАРАКТЕРИСТИК І стуктурних СХЕМИ

Оскільки опорна напруга СІФУ - пилкоподібну, то максимальний коефіцієнт посилення ТП по напрузі при куті регулювання a = 90О.

Коефіцієнт передачі ТП розраховується за формулою:

(7.1)

де UУ.МАКС- максимальне керуюча напруга ТП, зазвичай приймають UУ.МАКС = 10 В. Будуємо регулювальну характеристику БВ на холостому ходу за формулою:

(7.2)

На малюнку 7.1 представлена регулювальна характеристика БВ.

Малюнок 7.1 - Регулювальна характеристика БВ

За малюнком 7.1 визначаємо збільшення:

Коефіцієнт посилення блоку вентилів КБВ:

(7.3)

При Пилкоподібня опорному напрузі СІФУ характеристика вхід-вихід ТП нелінійна і являє собою добуток двох характеристик - регулювальної характеристики СІФУ і регулювальної характеристики блоку вентилів (БВ). Побудуємо на малюнку 7.2 регулювальну характеристику СІФУ при Пилкоподібня опорному напрузі вона лінійна:

Малюнок 7.2 - Регулювальна характеристика СІФУ

За малюнком 7.2 визначаємо збільшення:

Коефіцієнт передачі СІФУ:

(7.4)

Загальний коефіцієнт передачі ТП:

(7.5)

Постійна часу ТП:

(7.6)

де TФ- постійна часу фільтра, встановленого на вході СІФУ при спільному узгодженому управлінні, TФ = 4 ... 8 мс .;

TС.З.- середньостатистичне запізнювання, властиве ТП як ланці запізнювання

Еквівалентний активний опір системи якірного ланцюга системи ТП-Д:

(7.7)

Еквівалентна індуктивність якірного ланцюга системи ТП-Д:

(7.8)

Електромагнітна постійна часу системи ТП-Д:

(7.9)

Електромеханічна постійна часу системи ТП-Д:

(7.10)

де- сумарний момент інерції, приведений до валу електродвигуна, складається з моменту інерції двигуна JДВі механізму JМЕХ. Якщо JМЕХне заданий, то його можна прийняти:

Розрахунок конструктивної постійної двигуна:

(7.11)

Розрахунок номінальної швидкості обертання двигуна:

(7.12)

Коефіцієнт А, що зв'язує кут повороту вала двигуна з величиною переміщення механізму визначимо, виходячи з таких припущень. Оскільки згідно завдання на курсовий проект система повинна відпрацьовувати заданий перемещеніес виходом на максимальну швидкість, а статичний момент опору на валу двигуна дорівнює нулю, то для цього випадку вірно співвідношення:

, (7.13)

Гденомінальной швидкості обертання двигуна;

динамічний струм двигуна в динамічних режимах. Таким чином:

На малюнку 7.3 представлена структурна схема системи ТП-Д:

Рисунок 7.3 - Структурна схема системи ТП-Д
Розрахунок кіл несинусоїдного струму
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Кафедра ТЕЕВ Розрахунково-графічне завдання №1 «Розрахунок кіл несинусоїдного струму» Варіант №9 Виконав ст. гр. 1СІ-08 Казіміров О.М. Перевірив к.т.н Кацив С.Ш. Вінниця 2010р. Зміст 1. Індивідуальне

Розрахунок керованого випрямляча за схемою з нульовим виводом
РЕФЕРАТ Курсова робота містить сторінок, 12 ілюстрацій, 1 додаток - схема керованого випрямляча в зборі, функціональна схема з характеристиками, 5 джерел. Ціль курсової роботи - розрахунок керованого випрямляча за схемою з нульовим виводом, СІФУ (у даному випадку - система імпульсно-фазового

Робототехнічні комплекси (РТК) електрофізичної обробки
Комплекс робототехнічний (РТК) електрофізичних ОБРОБКИ Сучасний стан розвитку електрофізичних методів обробки і можливість їх роботизації В даний час є перспективи і нагальна необхідність широкого впровадження методів зміцнення деталей за рахунок нанесення плазмово-іонних покриттів, іонного

Рентгенівський спіральний комп'ютерний томограф Siemens Somatom Emotion
Міністерство освіти і науки України Харківський національний університет радіоелектроніки Кафедра БМП Звіт по виробничій практиці на тему: «Рентгенівський спіральний комп'ютерний томограф SIEMENS SOMATOM Emotion» Харків 2009 Реферат Звіт містить 28 сторінок, 10 рисунків, 5 джерел. Звіт побудований

Резистори
Зміст Введення ... 4 1. Вихідні дані для проектування ... ... 6 1.1. Схемотехнічні параметри ... ... ... 6 1.2. Конструктивно - технологічні дані для проектування. ... 6 2. Огляд літератури за темою курсового проекту ... ... 12 2.1. Класифікація інтегральних мікросхем і їх порівняння ... ...

Реалізація цифрового фільтра нижніх частот
Міністерство освіти і науки РФ РГРТУ Пояснювальна записка до курсового проекту з дисципліни: "Цифрові пристрої та мікропроцесори" Студент Дмитрієв А.Ю. Група 415 Спеціальність 2015 2007 Зміст 1. Постановка завдання (введення) 2. Формалізація завдання 3. Розробка та опис загального

Розрахунок структурної надійності системи
ФEДEPAЛЬНOE AГEНТCТВO пo OБPAЗOВAНІЮ ГOУ ВПO «Poccійcкій xімікo-тexнoлoгічecкій унівepcітeт імeні Д.І. Мeндeлeeвa » Нoвoмocкoвcкій інcтітут (Філію) Кaфeдpa ВИЧІCЛІТEЛЬНAЯ ТEXНІКA І ІНФOPМAЦІOННИE ТEXНOЛOГІІ Пpeдмeт «Нaдeжнocть, еpгoнoмікa, кaчecтвo ACOІУ» PACЧEТНOE ЗAДAНІE «PACЧEТ CТPУКТУPНOЙ

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати