Кафедра «Электропривод и автоматизация промышленных установок»

Кафедра «Электропривод и автоматизация промышленных установок»

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к курсовой работе по дисциплине

 

«ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»

 

для студентов очного обучения специальностей 1804, 1807, 1808

 

Нижний Новгород

УДК 621.314

Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Электронные и преобразовательные устройства" для студентов специальностей 1804,1807,1808 всех форм обучения./НГТУ. Нижний Новгород, 2001. – 26 с.

Изложены методические указания по проектированию вентильного преобразователя для электропривода постоянного тока. Раскрываются содержание работы, порядок представления и защиты. Приведены общие требования к оформлению и методические указания по разработке отдельных разделов.

Рис. 3, табл. 3, библ. 19 назв.

Составитель В.В.Ваняев

 

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение …………………………………………………………………………….4

1. Тематика работы, ее содержание, порядок представления и защиты.. ………4

2. Общие требования к оформлению курсовой работы..…………………………5

3. Указания по методике разработки отдельных разделов……………………….7

3.1. Типы вентильных преобразователей, области применения, структуры

систем управления…………………………………………………………..7

3.2. Расчет параметров и выбор преобразовательного трансформатора

(линейных реакторов)……………………………………………………...10

3.2.1. Расчет преобразовательного трансформатора……………………..10

3.2.2. Линейные токоограничивающие реакторы………………………..12

3.3. Расчет параметров и выбор силовых вентилей преобразователя ……….12

3.4. Расчет параметров и выбор уравнительных реакторов…………………..13

3.5. Расчет сглаживающего реактора…………………………………………..14

3.6. Расчет элементов защиты вентильного преобразователя ……………….15

3.6.1. Защита от аварийных токов ………………………………………15

3.6.2. Защита от перенапряжений ………………………………………..16

3.7. Внешние, регулировочные характеристики преобразователя и

электромеханические характеристики привода ………………………….18

3.8. Ограничительная характеристика и минимальный угол

инвертирования……………………………………………………………..20

3.9. Энергетические показатели преобразователя ……………………………20

3.10. Построение временных диаграмм ……………………………………….22

Библиографический список ………………………………………………………23

Приложения……..……………………………………………………………….…24

Приложение 1. Варианты заданий на проектирование …………………………25

Приложение 2. Варианты типов двигателей …………………………………….26

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Современные регулируемые электроприводы обычно содержат в своем составе управляемые вентильные преобразователи (ВП), необходимые для преобразования и регулирования потока электрической энергии, передаваемой от питающей сети к электродвигателю.

Квалифицированная наладка и эксплуатация таких электроприводов требуют глубоких знаний теории устройств преобразовательной техники.

Цель курсовой работы – приобретение и закрепление навыков практического применения знаний, полученных в курсе "Преобразовательная техника".

 

ТЕМАТИКА РАБОТЫ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ, ПОРЯДОК

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Тема курсовой работы: "Расчет вентильного преобразователя для электропривода постоянного тока".

Исходными данными к проектированию являются:

- силовая схема вентильного преобразователя;

- тип двигателя и его параметры;

- параметры питающей сети (напряжение, число фаз, относительное отклонение напряжения питающей сети D = ± 0.1);

- длительность t 100% токовой перегрузки преобразователя;

- способ управления вентильными группами;

- допустимая величина уравнительного тока;

- допустимое относительное действующее значение основной гармоники выходного тока вентильного преобразователя.

В результате выполнения работы необходимо рассчитать параметры и выбрать основные элементы силовой части преобразователя и устройств защиты, рассчитать важнейшие характеристики и энергетические показатели ВП.

курсовая работа выполняется в виде пояснительной записки объемом 20…30 страниц и графической части на одном листе формата А1.

Содержание разделов пояснительной записки

1) Область применения заданного варианта схемы ВП, назначение всех его элементов, описание работы.

2) Расчет параметров и выбор преобразовательного трансформатора (линейных реакторов).

3) Расчет параметров и выбор силовых вентилей ВП.

4) Расчет параметров и выбор уравнительных реакторов.

5) Расчет параметров и выбор сглаживающего реактора.

6) Расчет параметров элементов защиты от коротких замыканий и перенапряжений. Выбор элементов защиты.

7) Расчет внешних характеристик ВП и электромеханических характеристик привода.

8) Расчет регулировочных характеристик ВП при холостом ходе (I_d = 0) и номинальной нагрузке (I_d = I_{d н}).

9) Расчет ограничительной характеристики ВП, определение минимального угла инвертирования при I_d = I_{d н} .

10) Расчет относительных значений полной, активной, реактивной мощностей, мощности искажения и коэффициента мощности при номинальной нагрузке.

11) Расчет зависимости к.п.д. преобразователя от угловой скорости вала двигателя при токах якоря I_d = 0,5 I_{d н}, I_d = I_{d н}.

12) Выводы.

13) Библиографический список.

14) Приложение.

Содержание графической части курсовой работы

1) Принципиальная электрическая схема силовой части преобразователя с элементами защиты и функциональная схема системы управления.

2) Внешние и ограничительная характеристики ВП, электромеханическая характеристика привода.

3) Регулировочные характеристики ВП.

4) Энергетические характеристики преобразователя.

5) Временные диаграммы в номинальном режиме работы ВП:

- выходного напряжения;

- токов вентилей;

- линейного тока, потребляемого из сети;

- напряжений и токов уравнительных реакторов.

6) Перечень элементов.

Задание на выполнение работы выдается преподавателем, ведущим проектирование. Одновременно указывается срок сдачи ее на проверку.

курсовая работа выполняется студентами самостоятельно с использованием консультаций преподавателя. Явка на консультацию обязательна для каждого студента для отчета о выполненной работе.

Защита законченной и подписанной руководителем работы производится в комиссии, назначаемой заведующим кафедрой. При оценке работы принимается во внимание качество выполненных расчетов, оформление пояснительной записки и графической части, сделанный доклад и ответы на поставленные вопросы.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ курсовой работы

Пояснительная записка и графическая часть должны удовлетворять требования стандартов ЕСКД, стандарту предприятия СТП 1-У-НГТУ-98 /19/, ознакомление с которыми перед выполнением работы обязательно.

Пояснительная записка к пишется от руки чернилами одного цвета (черного, фиолетового, на листах формата А4 (210´297 мм) с нанесенной ограничительной рамкой, отстоящей от левого края листа на 20 мм и остальных на 5 мм. При ручном выполнении рамок их наличие обязательно только на первых 3 – 5 листах. Слева следует оставлять поле размером 20 мм. В правом нижнем углу проставляется порядковый номер листа.

Пояснительная записка по своему содержанию должна соответствовать заданию. В ней подробно приводятся все необходимые математические выводы и расчеты с обязательными пояснениями к ним. Изложение содержания записки должно быть ясным, логически последовательным и стилистически грамотным. Все расчеты выполняются в международной системе единиц (СИ). Сокращение слов в записке не допускается, за исключением общепринятых обозначений, предусмотренных стандартом.

Титульный лист является первым листом в пояснительной записке и выполняется по установленной форме /19/. На обложке пояснительной записки должен быть выполнен фирменный бланк.

После титульного листа следует поместить содержание, а затем задание на курсовой проект. В конце пояснительной записки приводится список использованной литературы.

Содержание записки нужно разделить на разделы и подразделы. Наименование разделов должно быть кратким и соответствовать содержанию. Разделы и подразделы нумеруются арабскими цифрами, например:

Защита от аварийных токов

Защита ВП от внутренних к.з. обеспечивается плавкими предохранителями путем согласования их амперсекундных характеристик с амперсекундными характеристиками вентилей. При этом для любого момента времени допустимый ток вентиля I _В должен быть более тока срабатывания защиты I _защ, т.е.

I _В > I _защ,

или

(ò i ² dt)_В > (ò i ² dt)_защ,

где ò i ² dt _В, ò i ² dt _защ – максимально допустимые значения интегралов квадрата

аварийного тока вентиля и устройства защиты, соответственно.

Защита ВП от аварийных токов при внешних к.з. и срывах инвертирования обеспечивается автоматическими выключателями, которые устанавливают в цепях постоянного и переменного токов (рис. 3).

В качестве защитных устройств находят применение автоматические выключатели А3700, ВАТ-42, ВАТ-46, а также быстродействующие предохранители ПНБ-5, ПП-57, и другие /6,10,17,18/.

Значение интеграла ò i ² dt _В определяется по формуле

ò i ² dt _В = 0,5 I ² t _И,

где I - значение ударного тока вентиля при заданной длительности перегрузки t _И=10мс /7,8/.

На интервале срабатывания автоматических выключателей при внутренних к.з. и к.з. в цепи нагрузки ограничение токов выполняют соответственно, входные линейные, сглаживающий и уравнительный реакторы.

Наряду с рассмотренными, в ВП применяют быстродействующие устройства защиты по управляющему электроду, сдвигающие импульсы управления к границе инверторного режима при появлении в силовых цепях аварийных токов.

 

3.6.2. Защита от перенапряжений

При коммутационных и аварийных режимах на вентиль действуют кратковременные периодические и однократные перенапряжения, для ограничения которых применяют специальные защитные устройства.

Для защиты от внешних перенапряжений, возникающих при включении и отключении преобразовательного трансформатора, применяют вспомогательный диодный выпрямитель, нагруженный на RC контур (рис. 3).

Параметры элементов C 1, R 1, R 2 определяют по формулам /5/

C ₁» (Ф),

R ₁» , (Ом),

R ₂× C ₁ = (1 … 3)c,

где i _m% - величина тока холостого хода трансформатора в процентах.

Если в ВП используется нестандартный трансформатор, значение его тока холостого хода можно взять равным току холостого хода серийно выпускаемого трансформатора той же мощности /6, 10, 16/.

Расчетная мощность резисторов R 1 и R 2 определяется, соответственно, из выражений

P ₁» ,

P ₂» .

Для защиты вентилей от коммутационных перенапряжений, вызванных накоплением носителей в полупроводниковой структуре, параллельно вентилям включают защитные RC цепочки (R 3 – C 2 на рис. 3), параметры которых выбирают в пределах

С ₂ = (0,25 … 1) мкФ,

R ₃ = (10 … 30) Ом.

Причем большие значения емкости и меньшие значения сопротивлений соответствуют ВП большей мощности.

Расчетная мощность резистора R 3 выбирается в пределах

Р 3» (100 … 200) С ₂× U ²_RRM.

На основе расчетных значений емкостей конденсаторов, сопротивлений резисторов, их мощности и рабочих напряжений производится выбор этих элементов из справочных данных /14, 15/. При расчете рассмотренных в данном разделе элементов можно пользоваться также методикой, изложенной в /10/.

 

Инвертирования

При работе ВП в инверторном режиме система управления должна ограничивать величину минимального угла инвертирования для предотвращения опрокидывания инвертора. Это ведет к ограничению тока нагрузки I_d в зависимости от величины напряжения U_d преобразователя, определяемое ограничительной характеристикой

U_d = ,

где d = w× t_q – угловая длительность выключения тиристора;

t_q – время выключения тиристора;

y» 3 эл. град – угол, учитывающий асимметрию импульсов управления.

Минимальное значение угла инвертирования b ^min, определяемое путем совместного решения уравнений, описывающих внешнюю и ограничительную характеристики ВП, с учетом возможного снижения напряжения питающей сети, рассчитывается по формуле

b ^min = .

 

Коэффициент мощности ВП

.

Библиографический список

1. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И. Круповича и др. – М.: Энергоиздат, 1982.

2. Солодухо Я.Ю. и др. Тиристорный электропривод постоянного тока. – М.: Энергия, 1971.

3. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

4. Силовые полупроводниковые преобразователи в металлургии. Справочник / Под ред. С.Р. Резинского. – М.: Металлургия, 1976.

5. Справочник по преобразовательной технике / Под ред. И.М. Чиженко. – Киев: Техника, 1978.

6. Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник / Под ред. В.М. Перельмутера. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

7. Чебовский О.Г. и др. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. – М.:Энергия, 1985.

8. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник / В.Я Замятин, Б.В.Кондратьев,В.М.Петухов. – М.: Радио и связь, 1987.

9. Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. – М.: Энергоиздат, 1982.

10. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.2 Электротехнические изделия и устройства / Под общ. Ред.В.Г.Герасимова и др. – М.: Издательство МЭИ, 1998, - 518 с.

11. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева, А.В. Шинянского. – М.: Энергоатомиздат, 1983.

12. Справочник по электрическим машинам / Под ред. И.П. Копылова, Т.1. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

13. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок / Под ред. Я.М. Большмана и др. – М.: Энергия,1974

14. Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский и др. – М.: Радио и связь, 1987.

15. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки. Справочник / Под общ. ред. Г.С. Кучинского. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

16. Трансформаторы трехфазные сухие (класс напряжения до 24 кВ). Трансформаторы сухие специальные. Номенклатурный каталог.- М.: Информэлектро, 1998, - 32 с.

17. Аппараты ЗАЩИТЫ. Том 1. Предохранители быстродействующие. Часть 2. Справочник. М.: Информэлектро, 2000, - 56 с.

18. Автоматические выключатели общего применения до 630 А. Справочник. Том 2 – М.: Информэлектро, 1996.

19. СТП 1-У-НГТУ-98. Стандарт предприятия. Проекты (работы) дипломные и курсовые. Общие требования к оформлению пояснительных записок и чертежей / Нижегородский государственный технический университет, Н.Новгород, 1998.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Варианты заданий на проектирование Таблица П.1

№ п/п	Схема преобразователя	Способ управления	Напряжение сети (В)	Схема соединения обмоток			t(c)	Вариант типа двигателя
	Однофазная мостовая встречно-параллельная	совместное		-	0,15	0,2	1,5	1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15
раздельное		-	-	0,15	1,5	2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16
	Трехфазная нулевая встречно-параллельная	совместное	3´380	Y/YН, Y/ZН	0,1	0,05		7, 9, 11, 15, 19, 24, 28, 33, 37
D/YН, D/ZН	0,1	0,05		6, 8, 13, 17, 21, 26, 31, 35, 39
раздельное	3´380	Y/YН, Y/ZН	-	0,1		7, 9, 11, 15, 19, 24, 28, 33, 37
D/YН, D/ZН	-	0,1		6, 8, 13, 17, 21, 26, 31, 35, 39
	Трехфазная нулевая перекрестная	совместное	3´380	D/YНYН	0,1	0,1		9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
Y/YНYН	0,1	0,1		17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24
	Н-схема	совместное	3´380	Y/YН	0,1	0,1	1,5	36, 38, 40, 41, 42, 43, 46, 47
	Трехфазная мостовая встречно-параллельная	совместное	3´380	Y/Y	0,1	0,05	0,5	8, 13, 17, 21, 26, 31, 35, 39
D/Y	18, 22, 25, 29, 32, 36, 40, 42, 46
Y/D	19, 24, 28, 33, 35, 37, 39
раздельное	3´380	Y/Y	-	0,1	0,5	5, 11, 15, 19, 24, 28, 33, 37
D/Y	20, 23, 27, 30, 34, 38, 41, 43
Y/D	6, 7, 9, 10, 12, 14, 16, 17, 21, 26, 31, 35
раздельное	3´380	без трансф.	-	0,05	0,5	30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 43, 46
	Трехфазная мостовая перекрестная	совместное	3´380	Y/YY	0,1	0,05	0,5	40, 42, 44, 46, 47, 50, 48.
D/YY	0,1	0,05	0,5	38, 41, 43, 45, 49, 50, 51
	Трехфазная мостовая с реверсором	раздельное	3´380	Y/Y	-	0,08		4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18
D/Y	-	0,08		5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19
без трансф.	-	0,08		20, 22, 23, 25, 27, 29, 31, 36

Варианты типов двигателей Таблица П.2

 

№ п/п	Тип двигателя	Р Н кВт	U Н В	n Н об/мин	hН %	№ п/п	Тип двигателя	Р Н кВт	U Н В	n Н об/мин	hН %	№ п/п	Тип двигателя	Р Н кВт	U Н В	n Н об/мин	hН %
	2ПН100	0,5					2ПН132				77,5		2ПФ180				85,5
	2ПБ100	0,6			72,5		2ПН160				78,5		2ПН200
	2ПБ100	0,85					2ПБ132	4,5					2ПО180
	2ПН100	1,1			72,5		2ПБ132	4,5					2ПФ180				89,5
	2ПБ100	1,2					2ПН132	5,5					2ПН200				88,9
	2ПБ112	1,4			78,5		2ПБ180	5,6			84,5		2ПФ200				90,5
	2ПН132	1,6					2ПФ132	6,0			83,5		2ПН200				90,5
	2ПО132	1,8			64,5		2ПН160	6,3					4П-355-13				85,5
	2ПФ132						2ПО200	6,0			83,5		4П-355-23				84,6
	2ПО132	2,2					2ПБ160	6,0					4П-355-33				82,7
	2ПН112	2,5					2ПБ160	7,1			85,5		4П-355-43				80,9
	2ПО132	2,8			75,5		2ПБ160	7,5					4П-355-15
	2ПФ132	3,0					2ПБ180	7,1					4П-355-25				87,8
	2ПБ132	3,2					2ПН180	8,0					4П-355-35				86,9
	2ПО132	3.4			83,5		2ПН200	8,5					4П-355-45				85,4
	2ПБ132	3,7			79,5		2ПФ180				77,5		4П-355-15				92,2
	2ПН112	3,6					2ПН200				84,5		4П-355-35				91,2

 

Расчетные коэффициенты различных схем ВП Таблица П.3

 

№ п/п	Тип схемы	kU	kI 2	kI 1	kS	k B	k уm	k 1	k 2
	Однофазная мостовая встречно-параллельная	1,11	1,0	1,0	1,11	1,57	1,41	1,11	0,212
	Трехфазная нулевая встречно-параллельная Y(D)/YН	0,855	0,577	0,817	1,345	2,09	0,62	1,21	0,239
	Трехфазная нулевая встречно-параллельная Y(D)/ZН	0,855	0,577	0,817	1,46	2,09	0,62	1,21	0,239
	Трехфазная нулевая перекрестная	0,855	0,577	0,817	2,09	2,09	0,7	1,21	0,239
	H-схема	0,428	0,577	0,817	1,345	1,045	0,7	1,21	0,239
	Трехфазная мостовая встречно-параллельная	0,428	0,817	0,817	1,045	1,045	0,62	1,05	0,159
	Трехфазная мостовая перекрестная	0,428	0,817	0,817	1,568	1,045	0,18	1,05	0,159
	Трехфазная мостовая с реверсором	0,428	0,817	0,817	1,045	1,045	-	1,05	0,159

 

Условные обозначения схем соединений обмоток: D - «треугольник», Y – «звезда», Z – «зигзаг».

 

Продолжение таблицы П.6

Тип трансформатора	Номинальная мощность, кВА	Напряжение сетевой обмотки, В	Вентильная обмотка	Преобразователь	Потери	U К %	I ХХ %
Напряжение, В	Ток, А	Напряжение, В	Ток, А	Р ХХ, Вт	Р КЗ, Вт
ТСП-63/0,7-УХЛ4									5,5
ТСЗП-63/0,7-УХЛ4									5,5
ТСП-100/0,7-УХЛ4									5,8
ТСЗП-100/0,7-УХЛ4
ТСП-125/0,7-УХЛ4									5,8
ТСЗП-125/0,7-УХЛ4

 

Продолжение таблицы П.6

Тип трансформатора	Исполнение	Сетевая обмотка	Вентильная обмотка	Преобразователь	Потери	U К %	I ХХ %
Мощность, кВА	Напряжение, кВ	Напряжение, В	Ток, А	Напряжение, В	Ток, А	Р ХХ, Вт	Р КЗ, Вт
ТСЗП-160/0,7-У3			0,38							4,7 4,7 4,5 4,5	5,2
ТСЗП-250/0,7-У3			0,38	267+267*	257+257					4,5 4,5 4,7 4,4 4,4 4,4	3,4 3,4 3,4 3,6 3,4 3,6
ТСЗП-400/0,7-У3			6(10)							5,8 5,3 5,6 5,3	2,5 2,5 2,6 2,5
ТСЗП-630/0,7-У3			6(10)							6,2 5,9 5,9 5,9	2,0 2,0 2,2 1,8

 

Примечания:

1) Преобразователь выполнен по трехфазной мостовой схеме.

2) * - Две вентильные обмотки.

3) Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов:

а) для мощностей от 10 до 100 кВА - D/Y – 11; б) для мощностей от 160 до 250 кВА - D/D – 0; в) для мощностей от 400 до 630 кВА – Y/D – 11.

 

Трансформаторы трехфазные трехобмоточные сухие. Класс напряжения до 0,5 кВ Таблица П.7

 

№ п/п	Код по ОКП	Типоисполнение	Краткая техническая характеристика	Нормативно-технические документы	Предприятие-изготовитель
Номин. мощн. кВА	Номинальное напряжение, кВ	Схема и группа соединения обмоток	Масса, кг
ВН	СН	НН
		ТСЛ-0,63	0,63	0,22	0,085-0,095	0,019	Δ/Yh/Y-1-1		116ТЗ	МЭЗ
	0,38	Y/ Yh /Y-0-0
		ТСЛ-0,63	0,63	022-0,23-0,24	0,085-0,095	0,019	Δ/Yh/Y-1-1	15,5	116ТЗ	МЭЗ
	0,4-0,415-0,44	Y/ Yh /Y-0-0
	ТСЛ-1,0		0,22	Δ/Yh/Y-1-1
	0,38	Y/ Yh /Y-0-0
	0.22-0,23-0,24	Δ/Yh/Y-1-1
	0,4-0,415-0,44	Y/ Yh /Y-0-0
		ТСТВ-8/0,5-У2		0,39 - 0,22	0,055	0,005	He указано		ТУ 16-672.050-84
		ТСУЛ-1,0-УХЛ2		0,22; 0,38	0,085-0,095	0,019	Y/ Yh /Y-0-0		ТУ 16-671.046-84	Уз Транс
	Δ/Yh/Y-1-1
		ТСУЛ-1.0-Т2	Y/ Yh /Y-0-0
	0,22; 0,23; 0,24; 0,4; 0,415; 0,44	Δ/Yh/Y-1-1
		ТСТ-б,3-УХЛ4	6,3	0,38; 0,4; 0,41; 0,44	0,104; 0,208; 0,4; 0,416	0,085	Y/ Y /Y-0-0		ТУ 16-717.132-82
		ТСТ-10-УХЛ4
		ТСТ-16-УХЛ4
		ТСТ-25-УХЛ4
		ТСТ-6,3-О4	6,3
		ТСТ-10-О4
		ТСТ-16-О4
		ТСТ-25-О4

 

 

 

Трансформаторы трехфазные сухие малой мощности Таблица П.8

 

Тип трансформатора	Номинальная	Номинальные напряжения и схемы соединения обмоток, В	Падение напряжения, %	КПД, %
ВН	НН
ТСВМ-0.63-ОМ5	0,63	660-380 380-220	Y/Δ Y/Δ	400-230 230-133 42-24	Y/Δ Y/Δ Y/Δ Δ Y	10,0	90,0
ТСВМ-1.0-ОМ5	1.0	7,7	90,0
ТСВМ-1.6-ОМ5	1.6	5,3	93,0
ТСЗИ-1,6-УХЛ2	1,6	5,0	90,0
ТСВМ-2.5-ОМ5	2,5	3,6	95,0
ТСЗИ-2,5-УХЛ2	2,5	3,3	95,0
ТСВМ-4.0-ОМ5	4,0	660-380 380-220	Y/Δ Y/Δ	400-230 230-133 42-24	Y/Δ Y/Δ Y/Δ Δ	3,0	95,8
ТСЗИ-4,0-УХЛ2	4,0	2,7	95,0

 

Примечания: 1. Вторичные напряжения (НН) приведены при холостом ходе трансформатора.

2. Падение напряжения во вторичной обмотке (НН) дано при номинальной нагрузке и cos < φ = 1.

3. По согласованию сторон могут изготовляться трансформаторы на другие сочетания напряжений и с другими схемами соединения обмоток.

 

 

Кафедра «Электропривод и автоматизация промышленных установок»

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к курсовой работе по дисциплине

 

«ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»

 

для студентов очного обучения специальностей 1804, 1807, 1808

 

Нижний Новгород

УДК 621.314

Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Электронные и преобразовательные устройства" для студентов специальностей 1804,1807,1808 всех форм обучения./НГТУ. Нижний Новгород, 2001. – 26 с.

Изложены методические указания по проектированию вентильного преобразователя для электропривода постоянного тока. Раскрываются содержание работы, порядок представления и защиты. Приведены общие требования к оформлению и методические указания по разработке отдельных разделов.

Рис. 3, табл. 3, библ. 19 назв.

Составитель В.В.Ваняев

 

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение …………………………………………………………………………….4

1. Тематика работы, ее содержание, порядок представления и защиты.. ………4

2. Общие требования к оформлению курсовой работы..…………………………5

3. Указания по методике разработки отдельных разделов……………………….7

3.1. Типы вентильных преобразователей, области применения, структуры

систем управления…………………………………………………………..7

3.2. Расчет параметров и выбор преобразовательного трансформатора

(линейных реакторов)……………………………………………………...10

3.2.1. Расчет преобразовательного трансформатора……………………..10

3.2.2. Линейные токоограничивающие реакторы………………………..12

3.3. Расчет параметров и выбор силовых вентилей преобразователя ……….12

3.4. Расчет параметров и выбор уравнительных реакторов…………………..13

3.5. Расчет сглаживающего реактора…………………………………………..14

3.6. Расчет элементов защиты вентильного преобразователя ……………….15

3.6.1. Защита от аварийных токов ………………………………………15

3.6.2. Защита от перенапряжений ………………………………………..16

3.7. Внешние, регулировочные характеристики преобразователя и

электромеханические характеристики привода ………………………….18

3.8. Ограничительная характеристика и минимальный угол

инвертирования……………………………………………………………..20

3.9. Энергетические показатели преобразователя ……………………………20

3.10. Построение временных диаграмм ……………………………………….22

Библиографический список ………………………………………………………23

Приложения……..……………………………………………………………….…24

Приложение 1. Варианты заданий на проектирование …………………………25

Приложение 2. Варианты типов двигателей …………………………………….26

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Современные регулируемые электроприводы обычно содержат в своем составе управляемые вентильные преобразователи (ВП), необходимые для преобразования и регулирования потока электрической энергии, передаваемой от питающей сети к электродвигателю.

Квалифицированная наладка и эксплуатация таких электроприводов требуют глубоких знаний теории устройств преобразовательной техники.

Цель курсовой работы – приобретение и закрепление навыков практического применения знаний, полученных в курсе "Преобразовательная техника".

 

ТЕМАТИКА РАБОТЫ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ, ПОРЯДОК

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Тема курсовой работы: "Расчет вентильного преобразователя для электропривода постоянного тока".

Исходными данными к проектированию являются:

- силовая схема вентильного преобразователя;

- тип двигателя и его параметры;

- параметры питающей сети (напряжение, число фаз, относительное отклонение напряжения питающей сети D = ± 0.1);

- длительность t 100% токовой перегрузки преобразователя;

- способ управления вентильными группами;

- допустимая величина уравнительного тока;

- допустимое относительное действующее значение основной гармоники выходного тока вентильного преобразователя.

В результате выполнения работы необходимо рассчитать параметры и выбрать основные элементы силовой части преобразователя и устройств защиты, рассчитать важнейшие характеристики и энергетические показатели ВП.

курсовая работа выполняется в виде пояснительной записки объемом 20…30 страниц и графической части на одном листе формата А1.

Содержание разделов пояснительной записки

1) Область применения заданного варианта схемы ВП, назначение всех его элементов, описание работы.

2) Расчет параметров и выбор преобразовательного трансформатора (линейных реакторов).

3) Расчет параметров и выбор силовых вентилей ВП.

4) Расчет параметров и выбор уравнительных реакторов.

5) Расчет параметров и выбор сглаживающего реактора.

6) Расчет параметров элементов защиты от коротких замыканий и перенапряжений. Выбор элементов защиты.

7) Расчет внешних характеристик ВП и электромеханических характеристик привода.

8) Расчет регулировочных характеристик ВП при холостом ходе (I_d = 0) и номинальной нагрузке (I_d = I_{d н}).

9) Расчет ограничительной характеристики ВП, определение минимального угла инвертирования при I_d = I_{d н} .

10) Расчет относительных значений полной, активной, реактивной мощностей, мощности искажения и коэффициента мощности при номинальной нагрузке.

11) Расчет зависимости к.п.д. преобразователя от угловой скорости вала двигателя при токах якоря I_d = 0,5 I_{d н}, I_d = I_{d н}.

12) Выводы.

13) Библиографический список.

14) Приложение.

Содержание графической части курсовой работы

1) Принципиальная электрическая схема силовой части преобразователя с элементами защиты и функциональная схема системы управления.

2) Внешние и ограничительная характеристики ВП, электромеханическая характеристика привода.

3) Регулировочные характеристики ВП.

4) Энергетические характеристики преобразователя.

5) Временные диаграммы в номинальном режиме работы ВП:

- выходного напряжения;

- токов вентилей;

- линейного тока, потребляемого из сети;

- напряжений и токов уравнительных реакторов.

6) Перечень элементов.

Задание на выполнение работы выдается преподавателем, ведущим проектирование. Одновременно указывается срок сдачи ее на проверку.

курсовая работ