Выбор схемы выпрямления и расчет основных элементов силовой схемы

Расчетная работа

Диагностика и надежность автоматизированных систем

Выполнил: студент группы АПМ-02 Михайлова А.С.

Лабораторная работа № 1

ВЫБОР СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ СХЕМЫ

Цель работы: На базе основного схемного решения тиристорного преобразователя разработать преобразователь, отвечающий техническим требованиям по надежности, изложенным в настоящем техническом задании .

Исходные данные: схема номер №5, мощность 65 кВт.

Расчет параметров схемы

Номинальный ток якоря в двигателей рассчитаем по формуле:

где h_д - коэффициент полезного действия двигателя. Для проектируемого преобразователя с Р_н=75 кВт  h_д=88,5%.

Вентильная группа

Средний ток вентилей

I_VCP=I_d×К=385,2/3 =128,4 A.

Коэффициент запаса за счет нестандартной формы тока - К_з=1,1.

Условие выбора вентилей по току:

I_п³К_з×I_VCP=1,1×128,4=141,24 A.

Максимальное рабочее напряжение на вентиле:

U_Vm=U_2лин=1,057U_do=1,057×220 = 232,54 В.

Возможное повышение напряжения сети на 10% и 20% запас на перенапряжение - К_з1=1,1, К_з2=1,2. U_ПП³К_З1×К_З2×U_Vm=1,1×1,2×232,54=306,9528

Расчет и выбор тиристора. Выходная мощность проектируемого преобразователя при номинальной нагрузке двигателя:  кВт.

Максимальное значение среднего тока через тиристор:  I_V,cp,max=1,15×1,02×1/3×385,2=105,6 А.

По току выбираем тиристор КУ 2У202К.

Величина интенсивности отказа тиристора l_тир=4,6×10^-6 1/час, дросселя l_др=1×10^-6 1/час, реактора РГСТ-165-0.135УЗ l_реакт=10^-6 1/час.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Определение времени наработки на отказ

Цель работы: Определить время наработки на отказ для разработанного в  предыдущей работе тиристорного преобразования.

Время наработки на отказ схемы выпрямления определяется с помощью суммирования интенсивностей отказа отдельных элементов:

 час.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Определение времени наработки на отказ с учетом условий эксплуатации

Цель работы: Определить время наработки на отказ для разработанного в  тиристорного преобразования с учетом условий эксплуатации.

Интенсивность отказов

l =l_VКЗО+l_VОБРО,

где l_VO - суммарная составляющая, l_VКЗО - составляющая, зависящая от короткого замыкания, l_VОБРО - оставляющая, зависящая от обрыва структуры.

Обычно, на основании эксплуатационных данных принимается l_VКЗО=90%; l_VОБРО=10%. l =0,9l_КЗ+0,1l_ОБР.

Коэффициент нагрузки по току вентиля К_Н1:

К_Н1=I_VCP/I_П=128,4/141,24=0,9; h_ЭI=0,7.

ch h_ЭI×K_HI=

Коэффициент нагрузки по температуре

 h_ЗО=0,5, где Q_р и Q_доп - рабочая и допустимая температура могут быть взяты одинаковыми и равными 135 ^оС;  температура окружающей Среды Q_окрср принята в среднем равной 20^оС и максимальная температура окружающей Среды Q_срмакс принята равной 40⁰С.

chh_3Q×К_НЗ=

Коэффициент нагрузки по мощности определяется следующим образом:

К_НР=U_пп/U_{обр.тир} =306,9528/300=1,023.

Весовой показатель по электрической нагрузке h_Э=1,3.

Отсюда ch h_Э×K_HР=

l_КЗ=(l_тир/1,1)×10^-6=4,18×10^-6 1/час.

Интенсивность отказов выпрямителя, вызванная коротким замыканием, определяются простым суммированием или шестикратным увеличением (по числу тиристоров) величины l_КЗ

l_КЗ=l_VКЗO 1/час.

Для шести тиристоров, т.е. для вентильной группы в целом имеем l_ВКЗ

l_ВКЗ = 6×12,119×10^-6=72,714×10^-6 1/час.

Из мостовой схемы:

Для вентильной группы в целом