Описание силовой схемы тиристорного преобразователя серии КТЭ. Расчет параметров и выбора силового трансформатора. Выбор тиристоров

Страницы работы

Содержание работы

ОПИСАНИЕ СИЛОВОЙ СХЕМЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СЕРИИ КТЭ

Схема силовых цепей ТП серии КТЭ представлена на рисунке 1.1.

Реверсивный ТП содержит два трехфазных выпрямительных моста (тиристоры VS1…VS6 и VS7…VS12), связанных по выходу встречно – параллельно. При питании от сети 380В выпрямительные мосты подключаются к сети автоматическим выключателем QF1 через силовые токоограничивающие реакторы L1…L3, а при питании от сети 6 или 10 кВ  - через трансформатор TV и вводное высоковольтное устройство (ВВУ) с разъединителями QS и масляным выключателем Q.

В цепи выпрямленного тока ТП установлен сглаживающий реактор L4 и быстродействующий автоматический выключатель QF2.

Для защиты тиристоров от внутренних коротких замыканий применяют быстродействующие плавкие предохранители, устанавливаемые  в анодной цепи каждого вентиля (ни рисунке 1.1 предохранители не показаны). От атмосферных перенапряжений и перенапряжений, связанных с переключениями электрических цепей собственно в преобразователе, а так же в других электроустановках, получающих питание от той же сети, тиристоры защищаются R1C1 – цепочками и нелинейными резисторами RU – варисторами. Указанные защитные элементы подключаются на шины линейного напряжения. Защита тиристоров от перенапряжений, связанных с коммутационными процессами в самих тиристорах, осуществляются  R2C2 – цепочками, подключенными параллельно каждому вентилю.

На двери силового шкафа установлены контрольно – измерительные приборы PA и PV, а так же сигнальная лампа HL, указывающая на подключение силовых цепей преобразователя.

В силовом шкафу ТП размещены также датчики проводящего состояния вентилей (ДСВ), определяющие состояние тиристоров – открыты или закрыты.

Рисунок 1.1 – Схема силовых цепей ТП серии КТЭ

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОРА СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Расчетные вторичные напряжения трансформатора (фазное и линейное)

Рабочий ток нагрузки

Расчетный вторичный ток трансформатора при токе нагрузке Ip

Расчетный коэффициент трансформации

Так как расчётный коэффициент трансформации тр-ра равен единице, то его можно заменить реактором, что уменьшит весогабаритные показатели и упростит расчёт схемы.

          В  соответствии  с  вычисленными  данными  был  выбран  реактор         РТСТ-41-1,01У3 с параметрами:

U= 410 В;

Iн = 41 А;

Lфн = 1,01 мГн;

Rф = 102 мОм.

          Ток, потребляемый двигателем при перегрузке:

ВЫБОР ТИРИСТОРОВ

Максимальная величина обратного напряжения

Неповторяющееся напряжение тиристора с учетом перенапряжений при сгорании предохранителей:

Средний ток вентиля при перегрузке

Предельный классификационный ток:

Принимаем тиристор ТО-142-40  14 класса, параметры тиристора приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 Параметры тиристора ТО-142-40

Iпк,A

Uo,B

Rд,Oм

Θрп.доп. °С

Rt, °C/Вт (6)

Rt, °C/Вт (0)

Iуд, А

40

1,14

13*10-3

100

0,22

0,44

880

16*103

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР СГЛАЖИВАЮЩЕГО РЕАКТОРА

Выпрямленное напряжение при максимальном напряжении в сети

Определим угол  при номинальном напряжении на двигателе Un, токе Ip и максимальном напряжении сети (падение напряжения на активном сопротивлении реактора пока не известно, но оно мало и им можно пренебречь)

Амплитуда первой гармоники пульсаций напряжения

Необходимая индуктивность в цепи выпрямленного тока

Индуктивность якоря Lя

 

Расчетная индуктивность сглаживающего реактора

Общая индуктивность в цепи выпрямленного тока

а индуктивное сопротивление

Активное сопротивление обмотки реактора

Напряжение на двигателе при номинальном напряжении сети и токе Ip

Так как , то преобразователь обеспечивает заданный режим.

Тип реактора        - СРОС – 120/3-У4

I,A                         - 136

L,мГн                    - 20

Rя, мОм               - 7.2

ΔP                         - 550 Вт.

РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ НЕКОТОРЫХ ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

RC – цепи, ограничивающие сетевые перенапряжения

Выбран конденсатор КМ-6 (С=150нФ; U=500В).

Выбран резистор МЛТ – 2 – 43 Ом.

Ограничитель коммутационных перенапряжений

Выбран конденсатор МБГЧ (С=1,7мкФ; U=600В).

Выбран резистор МЛТ – 2 – 25 Ом.

РАСЧЁТ СИФУ

Выбор СИФУ был остановлен на аналоговой схеме. Несмотря на свою громоздкость аналоговая СИФУ обеспечивает заданные параметры управления полупроводниковыми тиристорами и исключает возможность «зависания».

Принципиальная схема СИФУ приведена на рисунке 6.1.

Расчёт фильтра.

Зададимся значением  ёмкости  конденсатора  С1 ( С1 = 0,5мкФ,   конденсатор   К73-11 на 160В).

Выберем резисторы ( R1 – МЛТ-2Вт-3,3кОм5%; R2 – МЛТ-2Вт-16кОм5% ).

Расчёт пороговых элементов

Зададимся транзисторами во всей схеме СИФУ (npn – КТ-315а, pnp – КТ-361а).

Параметры транзисторов:

Uкэнас=0,5 В; Uбэнас=0,8 В; Iкmax=100мА;  β=40.

Зададимся напряжением питания 15 В.

R4 и R3 – резисторы МЛТ-2Вт-300Ом5%.

R5 и R6 – резисторы МЛТ-2Вт-2Ом5%.

Напряжение на ёмкости С1

Пусть UC1м=10В.

В качестве логических элементов DD1 и DD2 целесообразно использовать микросхемы КМОП-серии К561 ЛА-7, имеющие параметры:

Uпит = 15В;  Р = 4*10-5мВт;  I0вх = 5*10-6мА;  I1вх = 5*10-6мкА;  I0вых = 1,8мА;    I1вых = -1,8*103мА.

Расчёт формирователя длительности импульсов

Зададимся значением  ёмкости  конденсатора  С3 ( С3 = 0,5мкФ,   конденсатор   К73-11 на 160В).

Зададимся значением тока коллектора транзистора VT5 (Iк=50 мА);

 Выбираем МЛТ-10Вт-300Ом5%.

 Выбираем МЛТ-10Вт-12кОм5%.

Зададимся значением постоянной времени τ

 Выбираем МЛТ-10Вт-1,1кОм5%.

R13 выберем из условия

 Выбираем МЛТ-10Вт-9,1кОм5%.

Диоды VD1 и VD2 выбираем Д229А с параметрами

IR=0,05 мА; UFmax=1B; IFmax=0,4 A; URmax=200 B.

Расчёт ГПН

Зададимся значением  ёмкости  конденсатора  С3 ( С3 = 0,5мкФ,   конденсатор   К73-11 на 160В).

Найдём R11 из формулы

 откуда  Выбираем                       МЛТ-1Вт-140МОм5%.

Это удовлетворяет условию

Значение сопротивления резистора R14

 Выбираем МЛТ-1Вт-9,1кОм5%.

Значение сопротивления резистора R8 определим из соотношения

 откуда  Выбираем МЛТ-1Вт-3,9кОм5%.

  откуда  Выбираем МЛТ-1Вт-1,3кОм5%.

В качестве ОУ целесообразно выбрать К553УД2 ( IDA=1мА).

Расчёт ноль – органа

Следуя условию  и , примем их равными .

Выбираем МЛТ-2Вт-10кОм5%.

В качестве ОУ целесообразно выбрать К553УД2 ( IDA=1мА).

В качестве VD3 и VD4 выбираем Д229А с параметрами

IR=0,05 мА; UFmax=1B; IFmax=0,4 A; URmax=200 B.

 т.к. он необходим для защиты ОУ. Выбираем МЛТ-2Вт-10кОм5%.

Расчёт выходных устройств

  Выбираем МЛТ-2Вт-270Ом5%.

 

Выбираем МЛТ-2Вт-7,5кОм5%.

Блок АСР необходим для астатического регулирования и оптимизации динамических свойств электропривода.

Он представляет собой 2 последовательно соединённых ПИ-регулятора с обвязкой.

Возможная схема представлена на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 – Схема блока АСР

Похожие материалы

Информация о работе