Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.
Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.
Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.
Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.
Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.
Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.
2 РАЗРАБОТКА И РАСЧЁТ СХЕМЫ ТРЁХФАЗНОГО АВТОНОМНОГО
ИНВЕРТОРА ТОКА
2.1 Составление структурной схемы АИТ
Структурная схема АИТ приведена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Структурная схема АИТ
На рисунке 2.1:
СЧ АИТ – силовая часть автономного инвертора тока;
СУ АИТ – система управления автономного инвертора тока;
РТ – регулятор тока на входе АИТ;
СУ РТ – система управления регулятором тока;
Uвх – входное напряжение инвертора;
Uзи – задающие импульсы системы управления;
Uб – сигнал блокировки работы системы;
UуиРТ, UуиАИТ – импульсы напряжения, управляющие регулятором
тока и АИТ соответственно;
Uвых – выходное напряжение АИТ;
Н – нагрузка.
2.2 Расчёт силовой части АИТ
Принципиальная схема силовой части мостового трёхфазного АИТ приведена на рисунке 2.2.
Порядок проводимости тока тиристорами инвертора такой же, как в трёхфазном мостовом выпрямителе (VS1-VS4, VS1-VS6, VS3-VS6, VS3-VS2, VS5-VS2, VS5-VS4, VS1-VS4,...). В связи с тем, что каждый тиристор работает 1/6 часть периода в паре с одним тиристором, а затем 1/6 часть периода с другим тиристором, на управляющий электрод каждого тиристора необходимо подавать два узких импульса, следующих через 600. Этим обеспечивается одновременная работа двух тиристоров: одного в анодной и одного в катодной группе.
Рисунок 2.2 – Принципиальная схема силовой части АИТ
Коммутация тиристоров в инверторе осуществляется с помощью коммутирующих конденсаторов С1-С6. Конденсаторы на стороне катодной и анодной группы тиристоров соединены в треугольник или звезду. Они обеспечивают компенсацию реактивной мощности нагрузки и создают необходимый угол опережения β. В инверторе осуществляется межвентильная коммутация, то есть запирание каждого тиристора происходит при отпирании следующего по порядку работы тиристора другой фазы, но той же группы.
Для предотвращения разряда коммутирующих конденсаторов на нагрузку, в инверторе предусмотрены отсекающие диоды VD1-VD6. Они повышают напряжение на нагрузке и увеличивают угол β, повышая нагрузочную способность инвертора.
Задание: Uнф=127 В, Sн=4 кВА, cosφн=0,6 fн=100 Гц, диапазон изменения нагрузки: 0, 5fн – 1,25fн.
Присвоим всем рассчитываемым параметрам, относящимся к минимальной частоте, индекс «1».
Активную мощность тока на выходе инвертора для минимальной частоты, равной f2=0,5·fном рассчитываем по выражению:
(2.1)
где Uнф – фазное напряжение нагрузки;
ηи – КПД для бестрансформаторной схемы инвертора.
Пренебрегая потерями в инверторе, принимаем мощность, отбираемую от источника постоянного тока:
(2.2)
Минимальный угол запирания, определяемый быстродействием ключей, определяется по формуле:
(2.3)
где tвыкл =(1,5-2)· tвосст.;
tвосст – время восстановления запирающих свойств ключа.
Напряжение на выходе инвертора рассчитывается по формуле:
(2.4)
где – схемный коэффициент для инвертора
Входной ток инвертора определяется по формуле:
(2.5)
Средний ток ключей и отсекающих диодов определяется из выражению:
(2.6)
где Кз.т.= (1,8-2) – коэффициент запаса по току.
Максимальное прямое напряжение на тиристорах и коммутирующих конденсаторах, а также максимальное обратное напряжение на отсекающих диодах определяется по формуле:
(2.7)
где Кз.т.=(1,3-1,5) – коэффициент запаса по напряжению.
Мощность и емкость коммутирующих конденсаторов определяется
следующим образом:
(2.8)
Отсюда емкость можно определить следующим образом:
(2.9)
Индуктивность дросселя в цепи источника питания определяется по формуле:
(2.10)
Присвоим всем рассчитываемым параметрам, относящимся к номинальной частоте, индекс «2».
Произведем расчет активной мощности на выходе инвертора для частоты
равной f2=fном по выражению (2.1):
Пренебрегая потерями в инверторе, принимаем мощность, отбираемую от источника постоянного тока:
Минимальный угол запирания, определяемый быстродействием ключей, определяется по формуле (2.3):
Напряжение на выходе инвертора рассчитывается по формуле (2.4):
Входной ток инвертора определяется по формуле (2.5):
Средний ток ключей и отсекающих диодов определяется из выражению (2.6):
Максимальное прямое напряжение на тиристорах и коммутирующих конденсаторах, а также максимальное обратное напряжение на отсекающих диодах определяется по формуле (2.7):
Мощность и емкость коммутирующих конденсаторов определяется следующим образом (2.8):
Отсюда емкость можно определить следующим образом (2.9):
Индуктивность дросселя в цепи источника питания определяется по формуле (2.10):
Присвоим всем рассчитываемым параметрам, относящимся к максимальной частоте, индекс «3».
Произведем расчет активной мощности на выходе инвертора для частоты
равной f3=1,25·ном по выражению (2.1):
Пренебрегая потерями в инверторе, принимаем мощность, отбираемую
от источника постоянного тока:
Минимальный угол запирания, определяемый быстродействием ключей, определяется по формуле (2.3):
Напряжение на выходе инвертора рассчитывается по формуле (2.4):
Входной ток инвертора определяется по формуле (2.5):
Средний ток ключей и отсекающих диодов определяется из выражению (2.6):
Максимальное прямое напряжение на тиристорах и коммутирующих конденсаторах, а также максимальное обратное напряжение на отсекающих диодах определяется по формуле (2.7):
Мощность и емкость коммутирующих конденсаторов определяется следующим образом (2.8):
Отсюда емкость можно определить следующим образом (2.9):
К установке принимаем конденсатор типа К-50-7 – 91 мкФ – 250В
Индуктивность дросселя в цепи источника питания определяется по формуле (2.10):
Т.о., на основе выше изложенного расчета параметров, можно произвести выбор силовых ключей. В качестве ключей используем тиристоры Т112 – 10.
В качестве отсекающих диодов можно выбрать диоды КД2989А.
Таблица 2.1 – Параметры тиристора Т112 – 10
Iоткр.max,A |
Iвкл, мА |
Iупр.и, мА |
Uоткр.max,В |
Uпор, В |
Rпк, Вт/0С |
Т, 0С |
10 |
100 |
1,85 |
1,85 |
1,25 |
1,8 |
-50…+125 |
Таблица 2.2 – Параметры диода КД2989А
Iпр.max,A |
Iобр.max,мкА |
Uпр.max,В |
Uобр.max,В |
Rпк, Вт/0С |
Т, 0С |
20 |
200 |
1,4 |
600 |
1,8 |
-45…+125 |
2.3 Расчёт регулятора импульсов
Принципиальная схема регулятора импульсов представлена на рисунке 2.3.
Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.
Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.
Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.
Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.
Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.
Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.