Определение исходных данных для выбора вентилей

Схема трехфазного мостового выпрямителя.

Средневыпрямленное значение напряжения (постоянная составляющая):

где   – действующее значение ЭДС фазы вторичной обмотки трансформатора.

 – номинальное напряжение ДПТ.

Максимальное обратное напряжение на вентиле:

Среднее значение тока, проходящего через вторичную обмотку трансформатора, нагруженного ДПТ:

где   – номинальный ток двигателя;

 – номинальная мощность двигателя;

 – КПД двигателя.

Среднее значение тока через вентиль:

Пусковой ток двигателя постоянного тока:

Определим максимально допустимое среднее значение тока вентиля в открытом состоянии (которое принимаем в 1,5 раза больше тока проходящего через вентиль, для обеспечения его надежной работы) и повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии.

Допустимое среднее значение тока тиристора в открытом состоянии:

Допустимое повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии:

Допустимое значение тока короткого замыкания тиристора в открытом состоянии:

4.3. Выбор вентилей

Определим максимально допустимое среднее значение тока вентиля в открытом состоянии (которое принимаем в 1,5 раза больше тока проходящего через вентиль, для обеспечения его надежной работы) и повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии выбираем вентиль имеющего параметры, приведенные в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Предельно допустимые значения параметров тиристора

Параметр	Значение
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии и повторяющееся импульсное обратное напряжение, В
Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии, А
Действующий ток в открытом состоянии, А
Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии, кА
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии, А/мкс
Температура перехода, ºС:             максимально допустимая             минимально допустимая
Температура хранения, ºС:             максимально допустимая             минимально допустимая
Прижимное усилие, кН

Проверяем выбор вентиля по предельно-допустимым параметрам:

- по допустимому среднему значение тока вентиля в открытом состоянии:

- по допустимому повторяющемуся импульсному напряжению в закрытом состоянии:

- по допустимому значению тока короткого замыкания вентиля в открытом состоянии:

Вентиль выбранной серии должен удовлетворять всем предъявляемым предельно допустимым параметрам.

4.4. Тепловой расчет тиристора

Рассчитываем мощность, рассеиваемую тиристором

где   – пороговое напряжение вентиля;

= 1,57 – коэффициент формы тока;

 – дифференциальное сопротивление вентиля в открытом состоянии.

Рассчитываем температуру кристалла

- без охладителя

где  – температура корпуса;

 – тепловое сопротивление переход – катодный вывод корпуса.

- с охладителем

где  – температура окружающей среды;

 – тепловое сопротивление перехода вентиль – охладитель.

Проверяем температурный режим тиристора по условию

- без охладителя           ,

- с охладителем             .

4.5. Характеризующие параметры тиристора

Характеризующие параметры вентиля нужно взять из справочных данных и привести их в табл. 4.2.

Таблица 4.2.

Характеризующие параметры тиристора

Параметр	Знач.
Импульсное напряжение в открытом состоянии, В
Пороговое напряжение, В, не более
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии, мОм, не более
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии и повторяющийся импульсный обратный ток, мА, не более
Ток включения, А, не более
Ток удержания, мА, не более
Отпирающее напряжение управления, В, не более
Неотпирающее напряжение управления, В, не менее
Отпирающий ток управления, А, не более
Время включения, мкс, не более
Время задержки, мкс, не более
Время выключения, мкс, не более
Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии, В/мкс
Тепловое сопротивление переход – корпус, ºС/Вт, не более
Тепловое сопротивление переход – анодный вывод корпуса, ºС/Вт, не более
Тепловое сопротивление переход – катодный вывод корпуса, ºС/Вт, не более

4.6. Вывод

Выбранный тиристор проходит по повторяющемуся импульсному напряжению, по ударному и максимально допустимому среднему току в открытом состоянии, а также по тепловому режиму работы.

 

Разработка алгоритма работы, функциональной и принципиальной схем управления электротехническим преобразовательным устройством приведены во второй части методических указаний.

Прил. 1.

Задания к выполнению курсового проекта

Вариант	Тип управления	Тип преобразователя	Вентиль	Тип двигателя	Тип двигателя/ напряжение	Мощность двигателя, кВт	Скорость двигателя, об/мин	к.п.д./cos φ/kI
1.	ШИМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН225МУХЛ4 220 В	7,5	1500	77
2.	ФИМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН225МУХЛ4 220 В	11	600	79,5
3.	ЧМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН225МУХЛ4 220 В	15	750	80,5
4.	ФУ	Управляемый однофазный мостовой выпрямитель	Тиристор	ДПТ	2ПН225МУХЛ4 220 В	22	1000	82
5.	ФУ	Управляемый симистор (1 фаза)	Симистор	АД	АИРE 80В2 220 В	2,2	2800	77/ 0,95/ 4,8
6.	ШИМ	Неуправляемый однофазный выпрямитель с выводом средней точки трансформатора	Диод	ДПТ	2ПН225МУХЛ4 220 В	37	1500	86,5
7.	ФИМ	Неуправляемый однофазный выпрямитель с выводом средней точки трансформатора	Диод	ДПТ	2ПН225LУХЛ4 220 В	18,5	750	83
8.	ЧМ	Неуправляемый однофазный выпрямитель с выводом средней точки трансформатора	Диод	ДПТ	2ПН225LУХЛ4 220 В	30	1060	84,5
9.	ФУ	Управляемый однофазный выпрямитель с выводом средней точки трансформатора	Транзистор	ДПТ	2ПН225LУХЛ4 220 В	45	1500	87,5
10.	ФУ	Управляемый симистор (1 фаза)	Тиристор	АД	АИРE 80В2 220 В	3,0	2800	78/ 0,98/ 5,2
11.	ШИМ	Неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН250МУХЛ4 220 В	55	1500	87
12.	ФИМ	Неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН250LГУХЛ4 220 В	75	1500	89
13.	ЧМ	Неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2П0200LУХЛ4 220 В	17	1500	89
14.	ФУ	Управляемый трехфазный мостовой выпрямитель	Тиристор	ДПТ	2П0200LУХЛ4 220 В	24	2360	90
15.	ФУ	Управляемый симистор (3 фазы)	Симистор	АД	4А160S2Y3 220/380 В	15	3000	88/ 0,91/ 7,5
16.	ШИМ	Неуправляемый трехфазный выпрямитель с выводом нулевой точки трансформатора	Диод	ДПТ	2П0200LУХЛ4 440 В	7,5	750	83,5
17.	ФИМ	Неуправляемый трехфазный выпрямитель с выводом нулевой точки трансформатора	Диод	ДПТ	2П0200LУХЛ4 440 В	11	1000	87
18.	ЧМ	Неуправляемый трехфазный выпрямитель с выводом нулевой точки трансформатора	Диод	ДПТ	2ПФ200LУХЛ4 440 В	15	800	83,5
19.	ФУ	Управляемый трехфазный выпрямитель с выводом нулевой точки трансформатора	Транзистор	ДПТ	2ПФ250МУХЛ4 440 В	22	600	80
20.	ФУ	Управляемый симистор (3 фазы)	Тиристор	АД	4А200М4УЗ 220/380 В	37	1500	91/ 0,9/ 7,0
21.	ШИМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН250LГУХЛ4 440 В	28	750	83
22.	ФИМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН225LУХЛ4 440 В	18,5	750	83
23.	ЧМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН225LУХЛ4 440 В	30	1060	84,5
24.	ФУ	Управляемый однофазный мостовой выпрямитель	Тиристор	ДПТ	2ПН250LГУХЛ4 440 В	45	1000	85,5
25.	ФУ	Управляемый симистор (3 фазы)	Симистор	АД	4А20015УЗ 220/380 В	22	750	88,5/ 0,84/ 6,0
26.	ШИМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН250МУХЛ4 440 В	55	1700	87
27.	ФИМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПН250LГУХЛ4 440 В	71	1500	88,5
28.	ЧМ	Неуправляемый однофазный мостовой выпрямитель	Диод	ДПТ	2ПФ250МУХЛ4, 440 В	50	1500	87
29.	ФУ	Управляемый однофазный мостовой выпрямитель	Транзистор	ДПТ	2ПН315LУХЛ4 440 В	75	800	88
30.	ФУ	Управляемый симистор (3 фазы)	Тиристор	АД	4A250S6Y3 220/380 В	45	1000	91,5/ 0,89/ 7,0
31.	ЧУ	Управляемый однофазный мостовой инвертор тока	Транзистор	АД	АИРE 80В2 220/380 В	3,0	2800	78/ 0,98/ 5,2
32.	ЧУ	Управляемый однофазный мостовой инвертор напряжения	Транзистор	АД	АИРE 80А2 220/380 В	1,5	2800	76/ 0,95/ 4,8
33.	ЧУ	Управляемый однофазный мостовой инвертор тока	Транзистор	АД	АИРE 90L4 220/380 В	2,2	1400	76/ 0,95/ 4,8
34.	ЧУ	Управляемый однофазный мостовой инвертор напряжения	Тиристор	АД	АИРE 80А4 220/380 В	1,1	1400	71/ 0,95/ 4,0
35.	ФУ	Управляемый симистор (3 фазы)	Симистор	АД	4А112М2УЗ 220/380 В	7,5	3000	88,0/ 0,9/ 7,5
36.	ЧУ	Управляемый трехфазный мостовой инвертор тока	Транзистор	АД	4А225М8УЗ 220/380 В	30	750	90,0/ 0,81/ 6,0
37.	ЧУ	Управляемый трехфазный мостовой инвертор напряжения	Транзистор	АД	4А200М4УЗ 220/380 В	37	3000	91,0/ 0,90/ 7,0
38.	ЧУ	Управляемый трехфазный мостовой инвертор тока	Транзистор	АД	4А20014УЗ 220/380 В	45	1500	92,0/ 0,90/ 7,0
39.	ЧУ	Управляемый трехфазный мостовой инвертор напряжения	Тиристор	АД	4А250М6УЗ 220/380 В	55	1000	91,5/ 0,89/ 7,0
40.	ФУ	Управляемый симистор (3 фазы)	Тиристор	АД	4А1Э2М4УЗ 220/380 В	11	1500	87,5/ 0,87/ 7,0
41.	ЧУ	Управляемый трехфазный мостовой инвертор тока	Транзистор	АД	4А112МВ6УЗ 220/380 В	4,0	1000	82,0/ 0,81/ 6,0
42	ЧУ	Управляемый трехфазный мостовой инвертор напряжения	Транзистор	АД	4А1Э2М8УЗ 220/380 В	5,5	750	83,0/ 0,74/ 6,0
43.	ЧУ	Управляемый трехфазный мостовой инвертор тока	Транзистор	АД	4А160S2Y3 220/380 В	15	3000	88,0/ 0,91/ 7,5
44.	ЧУ	Управляемый трехфазный мостовой инвертор напряжения	Тиристор	АД	4А160М4УЗ 220/380 В	18,5	1500	89,5/ 0,88/ 7,0
45.	ФУ	Управляемый симистор (3 фазы)	Симистор	АД	4А160М6УЗ 220/380 В	15	1000	87,5/ 0,87/ 6,0

Примечание: ШИМ – широтно-импульсная модуляция; ФИМ– фазоимпульсная модуляция; ЧМ – частотная модуляция; ФУ – фазовое управление; ЧУ – частотное управление; ДПТ – двигатель постоянного тока; АД – асинхронный двигатель.

Учебное издание

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсового проекта

по дисциплине «Микропроцессорные системы управления в электроэнергетике», часть 1

 

 

(для студентов, обучающихся по направлению
«Электроэнергетика и электротехника»,

профиль – «Электроснабжение»)

 

Составитель:

 

Дмитрий Васильевич Половинка

 

 

Авторская редакция

Оригинал-макет           Д. В. Половинка

 

Издательство Луганского национального университета
имени Владимира Даля

Свидетельство о регистрации,

серия ДК №1620 от 18.12.2003

 

Адрес издательства: 91034, ЛНР, г. Луганск, кв. Молодежный, 20а

Телефон: 8(0642) 41-31-60. Факс: 8(0642) 41-34-12

 

E-mail [email protected]

http: www.dahluniver.ru