Физика \ Физика

Тиристорный преобразователь постоянного тока

Страницы работы

47 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

соответствии с типом силовой схемы преобразователя, способом управления тиристорными группами, особенностями схемы системы импульсно-фазового управления рассчитать и построить:

а) регулировочные характеристики тиристорного преобразователя: E_d =f (a), U_d= =f (a),a = f (U_У), E_d = f (U_У), где E_d , U_d – соответственно ЭДС и напряжение на выходных зажимах тиристорного преобразователя; U_У – напряжение управления на входе тиристорного преобразователя; a - угол регулирования, определяющий момент принудительного включения вентилей относительно точек их естественного отпирания;

б) внешние характеристики тиристорного преобразователя U_d=f(I_Д) для углов α, соответствующим следующим значениям ЭДС на двигателе: ±U_ДН ; ±0,75U_ДН ; ±0,5U_ДН ; ±0,25U_ДН ; U_ДН = 0, где U_ДН – номинальное значение напряжения на обмотке якоря двигателя, а также совмещённые внешние U_d=f(I_Д) и регулировочные U_d=f(α) при I_Д.ном характеристики в двух квадрантах для выпрямительного и инверторного режима тиристорного преобразователя;

в) ограничительные зависимости на семействе внешних характеристик для инверторного режима работы тиристорного преобразователя: U_d=f(I_Д) при δ_min=const (δ_min– минимальный угол восстановления тиристоров);

г) построение зоны прерывистых токов;

д) зависимости полной мощности и её составляющих, дисторции, коэффициента мощности от относительной ЭДС E_d^*: S, P, Q, D, χ = f(α) для режима непрерывного тока I_d, а также определить номинальное значение КПД, рассчитать и построить зависимости η=f(I_Д) при α=α_ном и η=f(α) при I_d=I_d_ном;

е) электромеханические (скоростные) характеристики ω=f(I_я) при значениях U_Д.Н из пункта 2б для всех режимов протекания тока нагрузки;

ж) временные диаграммы кривой выпрямленной ЭДС при номинальном значении угла ω_ном и кривой входной ЭДС в инверторном режиме при соответствующем угле β;

з) проанализировать структурную или функциональную схему системы импульсно- фазового управления преобразователем, описать назначение блоков, их взаимодействие в структуре. Привести принципиальную электрическую схему системы импульсно-фазового управления, а также схему электронных защит; описать их работу.

Технические данные преобразователя и нагрузки

1. H-схема реверсивного тиристорного преобразователя с совместным способом управления его преобразовательными группами (ПГ).

2. Основные параметры двигателя постоянного тока ПБВ-100М, на который работает тиристорный преобразователь:

номинальная мощность

номинальное напряжение якоря

номинальный ток якоря

КПД двигателя

номинальная скорость

максимальная частота вращения в продолжительном режиме

номинальный момент

максимальный момент при пуске

электромагнитная постоянная времени

индуктивность обмотки якоря

сопротивление обмотки якоря при 15^⁰С

постоянная ЭДС

масса электродвигателя с тахогенератором

3. Параметры питающей сети:

линейное напряжение питающей сети

колебания напряжения питающей сети

частота питающей сети

допустимая величина уравнительного тока

допустимая амплитуда пульсации тока якоря электродвигателя

4. Параметры схемы:

коэффициент схемы тиристорного преобразователя

число активных тиристоров в схеме тиристорного преобразователя

расчётный коэффициент

число пульсаций

число фаз выпрямления

Рисунок А - Схема силовой части тиристорного преобразователя

1 СИЛОВАЯ ЧАСТЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

1.1 Расчёт мощности и выбор силового трансформатора

При расчёте мощности и выборе трансформатора исходными являются следующие основные величины:

а) номинальное выпрямленное напряжение и ток преобразователя;

б) напряжение питающей сети;

в) допустимые колебания напряжения сети;

г) число фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора;

д) частота сети.

Расчёт рекомендуется начинать с определения требуемого значения вторичной ЭДС трансформатора из общего соотношения для всех схем

, (1.1)

где m - число эквивалентных фаз выпрямления схемы ТП.

Выражение (1.1) может быть представлено так же в виде

, (1.1а)

где - коэффициент схемы тиристорного преобразователя.

Выражение для определения значения ЭДС на выходе тиристорного преобразователя при номинальном режиме работы и при непрерывном токе на предварительном этапе расчёта имеет вид:

, (1.2)

где - номинальное значение ЭДС двигателя:

- номинальное напряжение электродвигателя,

- номинальный ток электродвигателя,

- активное сопротивление обмотки якоря двигателя с учётом сопротивления компенсационной обмотки и добавочных полюсов, приведённое к рабочей температуре 80^⁰С,

, (1.3)

где К=1.32 - для машин постоянного тока 4÷6 габаритов. Сопротивления компенсационной обмотки и добавочных полюсов не заданы, соответственно в формуле (1.3) их не учитываем.

- суммарное активное сопротивление цепи выпрямленного тока (включает в себя сопротивление фазы силового трансформатора , реакторов , полное сопротивление якорной цепи машины постоянного тока , то есть с учётом сопротивления сглаживающего дросселя, динамическое сопротивление для N – активных тиристоров в схеме тиристорного преобразователя),

, (1.4)

на предварительном этапе проектирования величина принимается равной

- падение напряжения на уравнительном реакторе, принимается равным

;

- предварительное значение минимального угла регулирования, соответствующее номинальному режиму электропривода. В случае, когда к проектируемому электроприводу предъявляются высокие требования в отношении быстродействия при отработке разного рода возмущений за счёт изменения напряжения преобразователя (динамический запас ), величину следует принимать равной (например, при разработке электропривода непрерывного стана горячей прокатки, работающего в режиме ударного приложения нагрузки); если особых требований в отношении динамических показателей к электроприводу не предъявляется или отсутствует «привязка» к технологии, значение угла принимаем равным . В нашем случае принимаем .