Расчет силового управляемого выпрямителя. Функциональная схема управляемого выпрямителя

Федеральное агентство по образованию

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ имени В.В. Куйбышева)

РАСЧЕТ СИЛОВОГО УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Методические указания к курсовой работе для студентов специальностей

140608 – Электрооборудование и автоматика судов,

140604 – «Электропривод и автоматика промышленных  установок и технологических комплексов»

Владивосток

2009

УДК 629.1.629.12 Р24

Расчет силового управляемого выпрямителя: метод. указания / сост. В.А.Герасимов. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2008. -   с.

Методические указания определяют варианты задания, а также объем и порядок расчетов в курсовой работе по дисциплине «Силовые преобразователи в электроприводах».

В указаниях собраны сведения по расчетам основных параметров и характеристик силового преобразователя на примере тиристорного управляемого выпрямителя для электропривода постоянного тока. Даны рекомендации по выбору силового трансформатора и тиристоров преобразователя, расчету сглаживающего реактора и параметров схемы управления, методике расчета внешних характеристик устройства и построению принципиальной схемы силового преобразователя.

Применение рекомендаций и методик проиллюстрировано подробными примерами.

Методические указания могут быть использованы при дипломном проектировании.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 140608 – Электрооборудование и автоматика судов, 140604 – «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»

          ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа посвящена проектированию и расчету основных характеристик тиристорного управляемого выпрямителя, предназначенного для электропривода постоянного тока. Нагрузкой выпрямителя является цепь якоря электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Выпрямитель питается от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 вольт, частота 50 герц.

Исходные данные для курсовой работы определяются шифром варианта, который состоит из двух цифр. Первая цифра определяет схему выпрямления: 1 – трехфазная нулевая схема (рис. 1,а), 2 – трехфазная мостовая схема выпрямителя (рис. 1,б). Вторая цифра является номером позиции табл. 1, где приведены исходные данные для выполнения курсовой работы.

1.  ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

          1.1. Рассчитать силовой трансформатор.

          1.2. Рассчитать предельные режимы и выбрать тиристоры.

1.3. Рассчитать сглаживающий реактор, обеспечивающий заданную зону непрерывного тока δ_I.

1.4. Рассчитать и построить внешние характеристики выпрямителя для углов управления α = 30⁰, 60⁰, 90⁰, 120⁰.

   1.5. Разработать принципиальную схему управляемого выпрямителя.

          1.6. Рассчитать номиналы элементов принципиальной схемы.

2.  СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

2.1. Расчеты, необходимые для выбора основных элементов выпрямителя: силового трансформатора, тиристоров, сглаживающего реактора, выходного каскада СИФУ, источника питания схемы управления.

       2.2. Расчеты и графики характеристик управляемого выпрямителя.

2.3. Описание и чертежи разработанной принципиальной схемы, выполненные в соответствии с требованиями ЕСКД (на листах формата А4).

          2.4. Перечень элементов принципиальной схемы.

3.  ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

Функциональная схема управляемого выпрямителя (УВ) должна содержать узлы, указанные на схеме рис. 2, где обозначено:

УЗ – устройство токовой защиты; Т – силовой трансформатор; СИФУ – система импульсно-фазового управления; СВБ – силовой вентильный блок; Н – цепь нагрузки.

                                             U1Ф                              U2Ф

                                                    в)

           Рис. 1 Варианты схем силовых выпрямительных блоков:

           а – трехфазная нулевая схема; б – трехфазная мостовая схема;             в – схема цепи нагрузки УВ

                     Сеть 3-380 В,

 Рис. 2 Функциональная схема управляемого выпрямителя

          Таблица 1 – Исходные данные для выполнения курсовой работы

 

№ п/п	Тип эл. двиг.	Мощн. PН, кВт	Ток двигателя IН, А	Ско- рость вращ. nНОМ, об/мин	Число главн. полю- сов 2р	Обмотка якоря RЯ, Ом	Стаб. обмотка RСТ, Ом	Доб. полюса RДП, Ом	Паралл. обм. RВ, Ом	UП max, В	δI, %
1	П 32	0,8	4,8	750	2	4,05	0,29	0,93	564	5	10
2	П 42	1,73	11,3	750	4	2,12	0,039	0,8	242	7	10
3	П 51	2,7	17,2	750	4	1,36	0,048	0,55	168	10	10
4	П 52	3,4	20,8	750	4	0,735	0,04	0,338	184	5	10
5	П 61	5,15	30,1	750	4	0,54	0,326	0,22	216	7	7
6	П 62	6,8	38,3	750	4	0,351	0,02	0,18	154	10	7
7	П 32	1,1	6,53	1000	2	2,6	0,092	0,57	358	5	7
8	П 42	2,6	16,1	1000	4	1,22	0,039	0,53	243	7	7
9	П 51	4,2	25,6	1000	4	0,775	0,044	0,276	168	10	5
10	П 52	5,0	29,2	1000	4	0,432	0,0326	0,2	184	5	5
11	П 61	7,0	39,4	1000	4	0,32	0,009	0,174	158	7	5
12	П 62	8,5	46,4	1000	4	0,226	0,007	0,102	136	10	5

              Примечание: номинальное напряжение двигателей U_Н = 220 В; сопротивления обмоток даны при 20⁰С;

          U_{П max} – амплитуда опорного пилообразного напряжения СИФУ;

                    Номинальный ток якоря двигателя I_ЯН = I_Н – I_В, где I_В – ток возбуждения параллельной обмотки; I_В = U_Н/R_В.

5

Защита от перегрузок и коротких замыканий обычно осуществляется автоматическим выключателем с электромагнитным и тепловым расцепителями. Кроме того должна быть предусмотрена защита тиристоров от коммутационных перенапряжений в виде RC-цепочек, шунтирующих каждый вентиль.

При расчете параметров силового трансформатора принять активные потери короткого замыкания Р_К = 2.5 % от его номинальной мощности, а напряжение короткого замыкания