Расчет нереверсивного ШИП для электропривода постоянного тока

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО

Факультет автоматизированных и информационных систем

Кафедра «Автоматизированный электропривод»

Расчетно-практическая работа

по дисциплине:

«Силовая преобразовательная техника»

на тему: «Расчет нереверсивного ШИП для электропривода постоянного тока»

                                                          Исполнитель:    студент гр. ЭП-31                                                                                                           

                                                                                     Кострицкий В.П.

                                                          Руководитель:   к.т.н.

                                                                                     Погуляев М.Н.                                                                                            

Гомель, 2010

Содержание

          Задание…………………………………………………………………………3        

1.  Схема нереверсивного ШИП с одним тиристорным ключом и цепями коммутации для питания электропривода постоянного тока………………4

2.  Расчет напряжения питания ШИП для заданной нагрузки…………………4

3.  Расчет параметров узла принудительной параллельной двухступенчатой коммутации и выбор всех его элементов…………………………………….5

3.1  Предварительный расчет и выбор тиристора VS1……………………..5

3.2  Расчет емкости коммутирующего конденсатора……………………….5

3.3  Расчет коммутирующей индуктивности………………………………..6

3.4  Определение собственной частоты контура ……………………...6

3.5  Определение максимальной частоты работы ШИП……………………6

3.6  Определение рабочей частоты ШИП……………………………………6

3.7  Определение среднего значения тока через диод VD1………………...6

3.8  Уточнение выбора тиристора VS1………………………………………6

3.9  Выбор диода VD1…………………………………………………………7

3.10  Расчет и выбор коммутирующего тиристора VS2…………………….7

3.11  Расчет и выбор обратного диода VD₀………………………………….7

4.  Определение диапазона регулирования напряжения на нагрузке…………8

5.  Построение временных диаграмм напряжений и токов отражающих работу узла искусственной коммутации…………………………………………….9

6.  Расчет и построение внешних характеристик ШИП  при изменении тока нагрузки от 0,5 до 1,4Iном…………………………………………...………13

7.  Расчет величины пульсации тока в нагрузке в режимах непрерывного и прерывистых токов. Построение диаграммы напряжений и токов в нагрузке для рассчитанных режимов……………………………………………………………………….14

7.1 Расчет пульсаций тока в режиме непрерывного тока………………….14

          7.2 Расчет пульсаций тока в режиме прерывистого тока…………………..15

8.  Расчет и построение электромагнитной и механических характеристик ДПТ…………………………………………………………………………….17

8.1 Расчёт скоростных характеристик ω=f(I_н)………………………………17

8.2 Расчёт и построение механических характеристик ω=f(М_н)…………...18

Литература……………………………………………………………………………19

Приложение…………………………………………………………………………..20

2

Задание

1. Изобразить схему нереверсивного ШИП с одним тиристорным ключом и цепями коммутации для питания электропривода постоянного тока.

2. Рассчитать напряжение питания ШИП (U_d) для заданной нагрузки, принимая γ_max=0,93.

3. Рассчитать параметры узла принудительной параллельной двухступенчатой  коммутации и выбрать все его элементы.

4. Определить диапазон регулирования напряжения на нагрузке.

5. Построить временные диаграммы напряжений и токов (в цифрах), отражающих  работу узла искусственной коммутации при γ=0,5.

6. Рассчитать и построить внешние характеристики ШИП при: γ=0,25; γ=0,5; γ=0,75; γ=0,95, при изменении тока нагрузки от 0 до I_н. Внутреннее сопротивление источника питания принять равным 10% от сопротивления нагрузки, которое  равно: R_н=R_я+R_дп.

7. Рассчитать величину пульсаций тока в нагрузке в режимах непрерывного и  прерывистого токов при γ=0,5. Для рассчитанных режимов построить диаграммы токов и напряжений в нагрузке.

8. Рассчитать и построить электромеханические и механические характеристики  ДПТ при: γ=0,25; γ=0,5; γ=0,75; γ=0,95.

3

Параметры электродвигателя:

№ вар.	Тип двигателя	Pн, кВт	Uн, В	nн, об/мин	, %	Rя, Ом	Rдп, Ом	Lя, мГн
10	2ПН132М	10.5	440	3000	85	0,564	0,336	11

1.  Схема нереверсивного ШИП с одним ключом и цепями коммутации для питания ЭП ПТ.

 

2.  Расчет напряжения источника питания ШИП.

   

где      принимаем равным 2 В.

         

4

3. Расчёт параметров узла принудительной параллельной двухступенчатой коммутации и выбор всех его элементов.

   3.1. Предварительный расчёт и выбор тиристора VS1:

                        

  Тиристор выбираем (рекомендуется использовать серии ТБ и ТЧ) из      условий:

Учитывая эти условия, выбираем тиристор 2ТБ133-200-6, параметры которого сносим в таблицу2:

Таблица2

Тип тиристора	IVS1 ср. max, А	UVS обр, В	tвкл, мкс	tвыкл, мкс	Iос  и, А
2ТБ133-200-6	200	600	3,2	32	628,3