Реверсивный тиристорный преобразователь для электропривода постоянного тока. Расчет и выбор основных элементов системы импульснофазового управления (СИФУ) преобразователя

СИЛОВАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ 

                                                 ТЕХНИКА

                                 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 к курсовому проекту по одноименной дисциплине 

                   для студентов специальности 1-53 01 05 

«Автоматизированные электроприводы»

                         дневной и заочной форм обучения

Задание к курсовому проекту

по дисциплине " Силовая преобразовательная техника " для студентов специальности 1-53 01 05

ТЕМА "Реверсивный тиристорный преобразователь для электропривода постоянного тока".

I. Перечень вопросов подлежащих разработке и описанию в пояснительной записке:     Введение.

1.  Выбор силовой схемы преобразователя.

2.  Расчет и выбор элементов силовой схемы.

2.1.  Трансформатора (токоограничивающих реакторов).

2.2.  Тиристоров.

2.3.  Уравнительных реакторов. 2.4. Сглаживающих дросселей.

2.5. Силовой коммутационно-защитной аппаратуры.

3.  Выбор структуры и основных узлов системы управления тиристорным   преобразователем.

4.  Расчет и выбор основных элементов системы импульснофазового управления  (СИФУ) преобразователя.

4.1.  Генератора опорного напряжения.

4.2.  Нуль-органа.

4.3.  Формирователя длительности и распределителя импульсов.

4.4.  Усилителя импульсов.

4.5.  Управляющего органа

5.  Расчет и выбор элементов задатчика интенсивности. 6*. Разработка схемы электронной защиты ТП. 

7.  Расчет и построение регулировочной и внешних характеристик ТП.

8.  Расчет энергетических показателей:

8.1.  Полной, активной и реактивной мощностей.

8.2.  Мощности искажения.

8.3.  КПД и коэффициента мощности.

9.  Построение графиков выходного напряжения, уравнительной ЭДС и тока нагрузки при указанном напряжении задания.

* Студенты заочной формы обучения данный пункт не выполняют.

Заключение.

Литература.

Оглавление.

Приложение. Спецификация элементов схемы.

II. Графическая часть.

1.  Функциональная схема тиристорного преобразователя. Временные диаграммы работы СИФУ. Регулировочная и внешние характеристики ТП, ф.А1.

2.  Принципиальная электрическая схема тиристорного преобразователя, ф.А1.

III. Исходные данные к курсовому проект.

1.  Тип и параметры двигателя постоянного тока (таблица 1).

2.  Ширина зоны прерывистого (граничного) тока  [I_гр/I_d.ном].

3.  Вид управления группами тиристоров: совместное, согласованное.

4.  Вид опорного напряжения: линейное или косинусоидальное.

5.  Диапазон изменения напряжения задания от -10В до +10В.

6.  Время пуска t_п._.

7.  Максимально-допустимый ток в нагрузке (кратковременно)

Imax =1,5Id.ном.

8.  Напряжение трехфазной питающей сети – 380 В (линейное).

9.  Частота напряжения питающей сети – 50 Гц.

Примечания:

1.  Исходные данные к проекту выбираются согласно заданного преподавателем варианта.

2.  Вид опорного напряжения: линейное – для нечетных номеров вариантов и косинусоидальное – для четных.

3.  Расчет и построение внешних характеристик ТП произвести при напряжении задания: -10В; -5В; 0; 5В и 10В.

4.  Расчет энергетических показателей произвести при номинальной нагрузке.

5.  При построении временных диаграмм ток считать идеально сглаженным.

Виды разрабатываемых электронных защит в  преобразователе.

1.  Пропадание одной их фаз генератора опорного напряжения

(для вар. 1, 10, 19, 28, 37, 46, 55).

2.  Неправильное чередование фаз или обрыв фазы (для вар. 2,

11, 20, 29, 38, 47, 56).

3.  При понижении напряжения питания на величину более 20% от номинального значения (для вар. 3, 12, 21, 30, 39, 48, 57).

4.  Защита от длительной перегрузки по току (для вар. 4, 13, 22, 31, 40, 49, 58).

5.  Защита от пропадания одного из напряжений стабилизированного источника питания +15В  (для вар. 5, 14, 23, 32, 41, 50, 59).

6.  Защита от пропадания напряжения тахогенератора (обрыв цепи обратной связи по частоте вращения) (для вар. 6, 15, 24, 33, 42, 51).

7.  Защита от перенапряжений в цепи якоря (для вар. 7, 16, 25, 34, 43, 52, 60).

8.  Защита от понижения величины тока возбуждения ниже установленного значения или обрыва цепи возбуждения (для вар. 8, 17,

26, 35, 44, 53).

9.  Защита от превышения максимальной частоты вращения (для вар. 9, 18, 27, 36, 45, 54).

Таблица 1 Тип и параметры двигателя постоянного тока

№  варианта	Тип  двигателя	Рном, кВт	Uном, В	ηном, %	Rя, Ом	Rдп, Ом	Lя, мГн	Iгр/Id.ном	Uзад, В	tп, с
1	2ПН132М	4	220	79	0,564	0,336	11	0,15	2,0	15
2	2ПН132L	8,5	440	84,5	0,67	0,445	14	0,14	3,0	9
3	2ПН160М	13	220	85,5	0,081	0,056	2,2	0,13	4,0	14
4	2ПН160L	16	220	86,5	0,044	0,031	1,4	0,12	5,0	13
5	2ПН180М	26	440	89	0,15	0,092	4,9	0,11	6,0	12
6	2ПН180L	42	440	90,5	0,065	0,044	2,2	0,1	7,0	11
7	2ПН200L	75	440	91,5	0,031	0,02	1,2	0,08	8,0	10
8	2ПН132М	7,0	220	83	0,226	0,166	4,6	0,08	9,0	13
9	2ПН132L	5,5	220	80,5	0,322	0,27	7	0,07	-8,0	14
10	2ПН132М	10,5	440	85	0,564	0,336	11	0,08	-7,0	13
11	2ПН132L	14	440	86,5	0,322	0,27	7	0,09	-6,0	12
12	2ПН160М	18	220	87	0,037	0,024	1	0,1	-5,0	11
13	2ПН160L	11	440	85,5	0,385	0,364	12,5	0,11	-4,0	10
14	2ПН180М	15	220	85,5	0,084	0,056	2,7	0,12	-3,0	9
15	2ПН180L	18,5	220	87	0,065	0,044	2,2	0,13	-2,0	8,5
16	2ПН180М	37	440	79,5	0,084	0,056	2,7	0,14	2,5	8
17	2ПН180L	30	440	89	0,136	0,084	4,4	0,15	3,5	7
18	2ПН200М	36	220	88,5	0,026	0,016	0,9	0,08	4,5	6
19	2ПН200L	53	440	90,5	0,055	0,037	2,1	0,09	5,5	8
20	2ПН200М	60	440	90,5	0,047	0,029	1,6	0,1	6,5	10
21	2ПН200М	22	220	87,5	0,047	0,029	1,6	0,11	7,5	12
22	2ПБ200L	6,0	220	84,5	0,22	0,15	9,4	0,12	8,5	6
23	2ПФ180L	10	440	78	0,99	0,644	32	0,13	-8,5	8
24	2ПО180L	20	220	90	0,025	0,018	0,92	0,14	-7,5	10
25	2ПБ200L	15	440	90	0,125	0,08	5,3	0,15	-6,5	12
26	2ПО160М	8,0	220	86,5	0,145	0,101	4,6	0,09	-5,5	14
27	2ПН160L	4,0	440	78,5	2,02	1,8	63	0,08	-4,5	7
28	2ПФ132М	7,5	220	85	0,14	0,094	2,85	0,15	-3,5	9
29	2ПБ132L	5,3	220	85,5	0,167	0,124	4	0,14	-2,5	11
30	2ПО132L	6,7	440	86,5	0,518	0,323	11,6	0,13	-9,0	13
№  варианта	Тип  двигателя	Рном, кВт	Uном, В	ηном, %	Rя, Ом	Rдп, Ом	Lя, мГн	Iгр/Id.ном	Uзад, В	tп, с
31	2ПО180М	17	440	90	0,15	0,092	5,6	0,12	4,0	6
32	2ПФ180М	26	220	89	0,022	0,015	0,68	0,11	7,0	7
33	2ПН200М	13	220	85	0,106	0,061	3,6	0,1	-4,5	8
34	2ПН200L	30	440	89,5	0,185	0,08	4,6	0,08	-6,5	9
35	2ПБ132L	5,3	440	85,5	0,562	0,407	13,6	0,15	-8,0	10
36	2ПФ180L	25	220	89	0,042	0,03	0,81	0,085	4,2	7,5
37	2ПФ180М	12	220	82	0,15	0,092	4,9	0,075	-6,8	9,5
38	2ПН200М	8,5	220	82	0,188	0,116	6,4	0,095	3,6	6,5
39	2ПН200L	16	440	86	0,343	0,224	12,9	0,12	-5,4	8,5
40	2ПБ160L	8,1	220	86,5	0,044	0,031	1,6	0,1	7,6	10,5
41	2ПО132L	6,7	220	86	0,12	0,089	2,9	0,13	-8,3	8,5
42	2ПФ132М	7,5	440	85	0,546	0,336	11	0,11	3,5	2,5
43	2ПФ132М	6,0	220	83,5	0,226	0,166	1,6	0,08	5,2	3,5
44	2ПН160М	13	220	85,5	0,081	0,056	2,2	0,1	-5,0	11,5
45	2ПФ132М	6,0	440	85,0	0,906	0,692	18,5	0,09	-6,6	4,5
46	2ПФ132L	7,5	220	83,5	0,167	0,124	3,5	0,12	10,6	4,0
47	2ПН160L	6,3	440	82,0	0,485	0,842	31	0,092	8,8	5,0
48	2ПН160L	16	220	86,5	0,044	0,031	1,4	0,115	-7,2	5,5
49	2ПО160М	9,5	440	88,0	0,278	0,175	8,6	0,105	9,4	6,0
50	2ПО160L	10	220	88,5	0,069	0,049	2,5	0,125	-4,6	6,5
51	2ПО180М	14	220	89	0.058	0.037	2.2	0.094	5.8	10.4
52	2ПФ160M	16	440	88	0.145	0.101	4	0.068	4.7	8.2
53	2ПФ160L	11	220	84.5	0.096	0.073	3.1	0.076	-7.8	9.4
54	2ПО160L	10	440	89,5	0,171	0,131	6,3	0,135	3,8	7,4
55	2ПБ180M	3.4	220	81	0,486	0,296	17	0,072	-4,2	3,5
56	2ПБ180M	12	440	88,5	0,181	0,122	7	0,078	6,3	3,8
57	2ПБ180L	5,6	440	84,5	0,99	0,644	37	0,082	-8,2	4,2
58	2ПО180M	4,5	440	80	1,95	1,17	68	0,094	7,4	5,8
59	2ПН200М	36	440	89,5	0,106	0,061	3,6	0,092	-7,8	6,2
60	2ПФ200М	40	440	90,5	0,071	0,041	2,5	0,115	6,1	7,8

ВВЕДЕНИЕ

Электропривод на основе двигателей постоянного тока используется в различных отраслях промышленности – металлургии, машиностроении, химической, угольной, деревообрабатывающей и  др.[4].  Развитие  электропривода направлено на создание  высокопроизводительных  машин с высокой степенью автоматизации.

Регулирование скорости двигателей постоянного тока занимает важное место в автоматизированном электроприводе. Применение с этой целью  тиристорных  преобразователей является одним из самых современных  путей   создания регулируемого электропривода  постоянного тока.

Важным  элементом  при  регулировании  скорости двигателя является  реверс, – изменение  направления  вращения, для осуществления  которого используется  реверсивный  тиристорный   преобразователь.

В  данном  курсовом  проекте  требуется  разработать  следующие элементы реверсивного тиристорного преобразователя: 

-  силовую схему тиристорного преобразователя;

-  систему импульсного фазового управления тиристорным  преобразователем