Выбор силовой схемы реверсивного тиристорного преобразователя. Расчёт и выбор трансформатора. Выбор тиристоров

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время мы не представляем себя без электрической энергии. Ведь электрическая энергия заменяет другие виды энергии. На электрических станциях вырабатывают электрическую энергию. Но в том виде, в котором она вырабатывается, она практически не используется. Область науки, занимающаяся преобразованием электрической энергии из одного вида в другой, называется преобразовательной техникой. Основными видами преобразования электрической энергии являются: выпрямление переменного тока, инвертирование, преобразование числа фаз, преобразование частоты. Также к преобразованию относится формирование мощных импульсов тока, регулированное преобразование переменного напряжения.

Преобразование электрической энергии делят на ведомые и автономные. В ведомых преобразователях – периодический переход тока с одного вентиля на другой осуществляется под действием переменного напряжения какого-либо внешнего питания. Если таким источником является сеть переменного тока, говорят о преобразователях ведомых сетью.

В автономных преобразователях, выполненных на тиристорах, коммутация происходит за счёт устройств, органически входящих в состав в состав самого преобразователя специальные коммутационные узлы. Если преобразователь выполнен на силовых транзисторах или запираемых тиристорах, устройства коммутации не нужны. К автономным преобразователям относятся автономные инверторы.

Электропривод на основе двигателей постоянного тока используется в различных отраслях промышленности. 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.

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

В  данном  курсовом  проекте  нами необходимо  разработать  следующие элементы реверсивного тиристорного преобразователя:

-  силовую схему тиристорного преобразователя;

-  систему управления тиристорным преобразователем;

-  задатчик интенсивности;

-  схему электронной защиты.

1.  ВЫБОР СИЛОВОЙ СХЕМЫ РЕВЕРСИВНОГО ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Учитывая назначение электропривода, а также мощность его, в электроприводах могут применяться различные силовые схемы реверсивных тиристорных преобразователей. Нужно стремится к применению наиболее простых схем, содержащих минимальное количество вентилей. Но не всегда упрощённое – значит лучшее. Упрощение схемы обычно приводит к ухудшению ее технических показателей. Поэтому при проектировании выбирают что-то среднее, основанное на технико-экономическом сравнении вариантов.

Все реверсивные преобразователи делятся на два класса: однокомплектные и двухкомплектные. В настоящее время наиболее распространенными являются  двухкомплектные тиристорные преобразователи, выполненные по встречно-параллельной или перекрестной схемам соединения вентильных групп. Вентили в группах могут соединяться по нулевой или мостовой схемам.

В реверсивных тиристорных электроприводах наибольшее распространение получила встречно-параллельная схема соединения вентильных групп, так как они имеют ряд преимуществ перед другими схемами, а именно: а) содержит простой двухобмоточный трансформатор, который может быть применён как в реверсивном, так и в нереверсивном электроприводе и имеет наименьшую мощность по сравнению с трансформаторами в других системах;

б) может питаться непосредственно от трёхфазной сети через анодные токоограничивающие реакторы;

в) Позволяет унифицировать конструкцию реверсивного и нереверсивного ЭП;

г) упрощает установку.

Перекрёстная схема уступает встречно-параллельной по массе, так как она имеет трёхобмоточный трансформатор, сложный по конструкции и имеет большую типовую мощность.

Суммарная масса трансформатора и реакторов в перекрёстной схеме больше чем во встречно-параллельной схеме, несмотря на меньшие размеры и массу токоограничивающих реакторов. Исходя  из вышесказанного, выбираем встречно параллельную мостовую