пробоя тиристоров выпрямителей ЛП и ВДП через блок защит AGL-11.
Контакторы силовой цепи отключаются с помощью токовых реле испытываемых двигателей РТ1, Iср =2000А; РТ2 в цепи питания линейного преобразователя, Iср =350А. В схему включены также блокировки силового шкафа, пульта управления, реек зажимов и ограждения. Вспомогательные цепи защищены тепловыми реле, приводящими к срабатыванию соответствующих контакторов.
4.1 Расчет однофазного трансформатора
Исходные данные:
Схема выпрямления; (рис.4.3)
Рисунок 4.3 Однофазная мостовая схема
Условное обозначение; I/I-0
Напряжение короткого замыкания, %; uк = 9
Ток холостого хода, %; i0 = 1,2
Выпрямленное напряжение в режиме холостого хода, В; Ud0 = 150
Выпрямленный ток в режиме холостого хода, А; Id = 880
Действующее значение напряжения питающей сети, В. U1ф= 380
1) Приведем расчет основных электрических величин
Действующее значение э. д. с. вентильной обмотки трансформатора определяется по формуле (4.3)
Е2ф = 1,11* Ud0 (4.3)
U2ф = Е2ф = 1,11*150=166,5 В
Коэффициент трансформации трансформатора определяется по формуле (4.4)
k = U1ф / Е2ф (4.4)
k = 380 /166,5 = 2,28
Действующее значение тока вентильной обмотки трансформатора определяется по формуле (4.5)
В данной схеме действующее значение тока в вентильной обмотке равно выпрямленному току.
Id = I2 = 880 А (4.5)
Действующее значение тока сетевой обмотки определяется по формуле (4.6)
I1 = I2 / k (4.6)
I1 = 880 / 2,28 = 386 В
Мощность сетевой и вентильной обмотки определяется по формуле (4.7)
S1 = S2 = I1 * U1ф = 1.11 * Рd0 (4.7)
где Рd0 – мощность нагрузки определяется по формуле (4.8)
S1 = S2 = 386 * 380 = 147 кВа
Рd0 = Ud0 * Id (4.8)
Рd0 = 150 * 880 = 132 кВА
Расчетная типовая мощность трансформатора определяется по формуле (4.9)
Sт = 0,5 * (S1 + S2) = 1,11 * Рd0 (4.9)
Sт = 0,5 * (147 +147) = 147 кВА
Чтобы исключить появление больших потоков рассеяния между обмотками в трансформаторе стержневого типа, обе обмотки располагают симметрично, на обоих стержнях магнитопровода.
Схема характеризуется в два раза меньшим обратным напряжением на вентилях.
По данным таблицы 2-11 [5] определяю испытательное напряжение обмоток 2,5 Ud0 + 1000 но не менее 2000 при Ud0 < 500 В
2) Определение основных размеров трансформатора
Принимаем стержневую конструкцию магнитопровода. (рис.4.4)
Рисунок 4.4 Стержневая конструкция магнитопровода
Выбираем величину магнитной индукции для класса нагревостойкости Н (сталь холоднокатанная Э-330). [5]
Вс = 1,45 ÷ 1,55 Тл
принимаем: Вс =1,55 Тл
Определяем диаметр стержня магнитопровода определяется по формуле (4.10)
d = √ (Uв' * 10 4) / (1,11 * π * f * Вс * kс) (4.10)
где Uв' – значение напряжения на виток определяется по формуле (4.11), В;
kс – коэффициент заполнения сталью сердечника, равный для стержневых трансформаторов 0,85 ÷ 0,93.
d = √ (6,1 * 10 4) / (1,11 * 3,14 * 50 * 1,55 * 0,896) = 16 см
принимаем l = h = 41,5 см - высота стержня
Uв' = (0,4 ÷ 0,6)*√ S1 (4.11)
Uв' = 0,5 * √145 = 6,1 В
3) Расчет обмоток
Выбираем концентрический тип сетевой и вентильной обмотки (рис.4.5). [6]
1- стержень магнитопровода;
2, 3 - сетевая и вентильная обмотка;
4 - ярмо магнитопровода.
Рисунок 4.5 Тип сетевой и вентильной обмотки
Рассчитаем количество витков сетевой и вентильной обмотки по формуле (4.12)
W1 = U1ф / Евп (4.12)
W2 = U2ф / Евп
где U2ф – напряжение на вентильной обмотке;
Евп – э. д. с. витка определяется по формуле (4.13)
Евп = 4,44 * f * Пс * Вс (4.13)
где f – частота напряжения;
Пс – активное сечение стержня определяется по формуле (4.14)
Пс = kз * Пфс (4.14)
где kз – коэффициент заполнения стали;
kз = 0,95
Пфс – геометрическое сечение стержня таблица 2-7 [5].
Пфс = 183,5 см2
Пс = 0,95 * 183,5 = 174,32 см2
Евп = 4,44 * 50 * 174,32 * 1,55 * 10-4 =5,99 В
W1 = 380 / 5,99 = 63,4 принимаем 64 витка
W2 = 166,5 / 5,99 = 27,8 принимаем 28 витка
Площадь сечения витка сетевой и вентильной обмоток определяется по формуле (4.15)
П1'= I1 / j (4.15)
П2'= I2 / j
где j – плотность тока А/мм2 для медного провода и класса нагревостойкости Н. [5]
j = 1,4 ÷ 2,8 А/мм2
П1'= 386 / 2,8 = 137,9 мм2
П2'= 880 / 2,8 = 314,3 мм2
Высота сетевой и вентильной обмоток определяется по формуле (4.16)
l 0 = l * S1 / (S1 + S2) (4.16)
l 0 = 41,5 * 147 / (147 + 147) = 20,75 см
4) Расчет числа катушек и групп обмоток
Определим допускаемый больший размер провода по формуле (4.17), используя плотность теплового потока q. [6]
принимаем: q = (2500 ÷ 3000) Вт/м2
b = q * kз / 107 * j2 (4.17)
где kз = 1
b = 2500 *1 / 107 * 2,82 = 3 см
Число катушек сетевой и вентильной обмоток определяется по формуле (4.18)
Радиальные каналы между катушками принимаем hк = 0,4. [5]
nк = l 0 / (b + hк) (4.18)
nк = 20,75 / (3 + 0,4) = 6
принимаем две параллельные ветви m = 2
принимаем nк = 8
k = nк / nст * m
k = 8 / 2 * 2 = 2
где nст – число стержней, равное 2
Число витков в катушке сетевой обмотки
Wк1 = 64 / 2 = 32 витка
Сечение витка в катушке сетевой обмотки определяется по формуле (4.19)
П1 = I1 / m * j (4.19)
П1 = 386 / 2 * 2,8 = 68,9 мм2
Выбираем провод ПБ3×(2,0×10,6)/(2,5×11,1) сечение провода 20,8 мм2
П1 = 20,8 * 3 = 62,4 мм2
Число витков в катушке вентильной обмотки
Wк2 = 28 / 2 = 14 витков
Сечение витка в катушке вентильной обмотки определяется по формуле (4.20)
П2 = I2 / m * j (4.20)
П2 = 880 / 2 * 2,8 = 157 мм2
Выбираем провод ПБ8×(3,15×8,5)/(3,3×5,0) сечение провода 18,2 мм2
П2 = 18,2 * 8 = 145,6 мм2
5) Определение веса трансформатора
Вес катушки вентильной обмотки определяется по формуле (4.21)
G2 = 28 * c * Dср * W2 * П2 * 10-5 (4.21)
Dср = (D2' + D2") / 2
D2' = d + 2a0
D2' = 16 + 2 * 1,8 = 19,6 cм
где a0 = 1,8 см
D2" = D2' + 2а2
D2" = 19,6 + 2 * 3,3 = 26,2 см
где a2 = 3,3 см
Dср = (19,6 + 26,6) / 2 = 22,9 см
G2 = 28 * 2 * 22,9 * 14 * 145,6 * 10-5 = 26 кг
Вес катушки сетевой обмотки определяется по формуле (4.22)
G1 = 28 * c * Dср * W1 * П1 * 10-5 (4.22)
Dср = (D1' + D1") / 2
D1' = D2" + 2а
D1' = 26,2 + 2 * 2,7 = 31,6 см
где а = 2,7 см
D1" = D1' + 2 * 2
D1" = 31,6 + 2 * 2 = 35,6 см
Dср = (31,6 + 35,6) / 2 = 33,6 см
G1 = 28 * 2 * 33,6 * 32 * 62,4 * 10-5 = 38 кг
Общий вес меди всех обмоток определяется по формуле (4.23)
Gм = G1 + G2 (4.23)
Gм = 26 + 38 = 64 кг
Определение массы стали по формуле (4.24)
Gст = Gс + Gя (4.24)
Gс = Gс' + Gс"
Gс' = с * Пс * lc * γст
где γст = 0,00765 [5]
Пс – активное сечения стерженя определяется по формуле (4.14)
Пс = 0,965 * 183,5 = 177,1 см2
lc = 41,5 + 7,5 + 12 = 61 см
Gс' = 2 * 177,1 * 61 * 0,00765 = 165 кг
Gс" = с *( Пс * hя * γст – Gу)
где hя – длина ярма равная 53,0 см
Gу = kз * Vу * γст
где Vу – общий объем стали равный 6532 см3 [6]
Gу = 0,965 * 6532 * 0,00765 = 48,2 кг
Gс"= 2 (177,1 * 53 * 0,00765 – 48,2) = 47,2 кг
Gс = 165 + 47,2 = 212,2 кг
Вес ярма определяем по формуле (4.25)
Gя = Gя' + Gя" (4.25)
Gя' = 2 (с – 1) * с * Пя * γст
где с – расстояние между стержнями определяем по формуле (4.26)
с = D1' + а3 (4.26)
с = 35,6 + 3 = 38,6 с
Активное сечение ярма определяется по формуле (4.27)
Пя = kз * Пфя (4.27)
где Пфя = 188,3 см2 – геометрическое сечение ярма таблица 2-7 [5].
Пя = 0,965 * 188,3 = 181,7 см2
Gя' = 2 (2 – 1) * 38,6 * 181,7 * 0,00765 = 107,3 кг
Gя" = 48,2 * 2 = 96,4 кг
Gя = 107,3 + 96,4 = 203,7 кг
Следовательно общий вес трансформатора составит
G = Gм + Gс + Gя
G = 64 + 212,2 + 203,7 = 480 кг
4.2 Расчет надежности устройства
Рисунок 4.6 График зависимости интенсивности отказов от времени λ(t)
Работа объекта характеризуется тремя этапами:
1-этап обработки, когда отказывают наименее надежные элементы
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
