Автоматизированный электропривод отрасли: Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию, страница 24

Под элементом электропривода понимается устройство, входящее в электропривод как конструктивная или техническая единица, которая выполняет определенную функцию управления.

Элементы электропривода можно разделить по энергетическому признаку на силовые и управляющие.

Силовая часть электропривода состоит из управляемого преобразователя энергии, электромеханического преобразователя (двигателя), передаточного устройства и рабочего органа машины.

Управляющая часть электропривода включает в себя датчики координат, регуляторы, задающие элементы (задатчики) и согласующие элементы.

9.1.    Расчет силовой части управляемого выпрямителя

9.1.1. Выбор силовых полупроводниковых приборов

Среднее значение выпрямленного напряжения

 ,                                              (9.1)

где  – значение выпрямленного напряжения при угле управления α=0;

 – коэффициент схемы по ЭДС.

Определяют максимальный  и минимальный  углы управления:

, где  – номинальное напряжение якорной цепи двигателя, В;

тогда                                     ;

следовательно,                         , где  – напряжение якорной цепи двигателя на нижней границе диапазона регулирования скорости, В.

Если , то согласующий трансформатор не требуется.

Номинальный ток двигателя

, где  – номинальная мощность двигателя, кВт;

η – номинальный КПД двигателя.

Среднее и действующее значения  и  тока через тиристор, А:

,                                  (9.2)

.                                    (9.3)

Коэффициент формы тока:

.                                      (9.4)

Из справочника /2/ предварительно выбирают вентиль по соотношению:

,                                       (9.5)

где  – коэффициент, учитывающий отклонение условий работы вентиля от номинальных. Значения  принимают из меньших значений если условия работы выпрямителя лучше;

 – коэффициент, запаса по току в рабочем режиме.

Для выбранного вентиля вычисляют по формуле 3.3 в/2/ максимально допустимый ток при заданных условиях работы

,                    (9.6)

где  – пороговое напряжение в (В);

 – дифференциальное сопротивление в (Ом);

– максимально допустимая температура перехода в (°C);

– температура охлаждающей среды в (°C);

– тепловое сопротивление переход – среда (°C/Вт), вычисляемое по формуле

,                                (9.7)

где  – тепловое сопротивление переход – среда;

 – тепловое сопротивление корпус – контактная поверхность охладителя;

 – тепловое сопротивление охладитель – охлаждающая среда.

          Проверяют соотношение, являющееся условием правильного выбора вентиля по току

.                                        (9.8)

Максимально допустимое напряжение, прикладываемое к вентилю в схеме преобразователя не должно превышать допустимого значения повторяющегося импульсного напряжения, определяющего класс вентиля по напряжению:

,                                           (9.9)

где - коэффициент запаса по напряжению

 - коэффициент, учитывающий повышение напряжения сети;

 - максимальное значение напряжения на вентиле.

Средние потери мощности для тока, соответствующего перегрузке

,                           (9.10)

где ,

 – коэффициент запаса по току рабочей перегрузки.

Средние потери мощности для тока, предшествующего перегрузке, Вт:

,                  (9.11)

Переходные сопротивления переход – среда,°C/Вт:

.                     (9.12)

По графику зависимости  определяют допустимое время перегрузки.

Проверяют соотношение

tпер<tпер.mах                                        (9.13)

Таким образом, если соотношение (9.13) выполняется, то выбранные вентили удовлетворяют требованиям перегрузочной способности, если же нет, то необходимо выбрать другие вентили с большей перегрузочной способностью и повторить приведенные выше расчеты.

9.1.2. Расчет согласующего трансформатора

Силовой трансформатор применяется для согласования номинального напряжения двигателя с выпрямленным напряжением.

Фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В

,                              (9.14)

где  – ЭДС вторичной обмотки трансформатора, В;