Для электропривода постоянного тока»

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине:

«Силовая преобразовательная техника»

 

На тему: «Реверсивный тиристорный преобразователь

Рис. 1.1. Электрическая схема трехфазного реверсивного мостового тП со встречно-параллельным соединением вентильных групп

2. Расчет и выбор элементов силовой схемы преобразователя

 

Расчет и выбор тиристоров

Тиристоры выбираются по среднему значению тока, протекающему через них и величине обратного напряжения. При этом должен быть обеспечен достаточный запас по току и напряжению.

Среднее значение тока тиристора:

             (2.11)

где k _{з i} = 1,5 – коэффициент запаса по току;

k _ох – коэффициент, учитывающий интенсивность охлаждения силового вентиля. При естественном охлаждении k _ох = 0,35;

 

 – коэффициент, принимаем по [1, табл.1.9],  = 0,333.

Максимальная величина обратного напряжения:

                (2.12)

где k _{з U} = 1,8 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможные повышения напряжения питающей сети (включая режим холостого хода) и периодические выбросы U _обр, обусловленные процессом коммутации вентилей;

k_Uобр – коэффициент обратного напряжения, равный отношению напряжений U_bmax/U_d0, для мостовой схемы выпрямленияk_Uобр=1,045;

U_d0 – наибольшая величина выпрямленного напряжения преобразователя (среднее значение за период). Для трехфазной мостовой схемы выпрямления U_d0 = 2,34 · U_2фн = 2,34 · 238.7= 558,6 В.

 

Условия выбора тиристоров:

· Максимальный средний ток тиристоров открытом состоянии должен быть больше или равен значению , I _{ос.ср. max} ³ 18.3 А;

· Повторяющееся обратное напряжение тиристора должно быть больше или равно значению , U _обр.п ³ 1051В

Из справочника [3] выбираем марку тиристоров (низкочастотных):

Т122-20-11

Параметры выбранных тиристоров сводим в таблицу 2.2.

 

 

                                                                                                       Таблица  2.2

Наименование	Обозначение	Величина
Максимальный средний ток в открытом состоянии, А	Iос.ср.max	20
Повторяющееся импульсное обратное напряжение, В	Uобр.п	1100
Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии, А	Iос.удр	300
Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии, В/мкс	(duзc/dt)кр	300
Ток удержания, мА	Iуд	80
Импульсное напряжение в открытом состоянии, В	Uос,и	1,75
Отпирающий постоянный ток управления, мА	Iупр	60
Время включения, мкс	tвкл	10
Время выключения, мкс	tвыкл	100
Отпирающее постоянное напряжение, В	Uупр	3

 

Расчет и выбор силовой коммутационной и защитной аппаратуры

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине:

«Силовая преобразовательная техника»

 

На тему: «Реверсивный тиристорный преобразователь

для электропривода постоянного тока»

 

Исполнитель: студент гр. ЭП-31

Филиппов Е.А.

 

Руководитель: Погуляев М.Н.       

 

Дата проверки:       _________________

Дата допуска к защите:   _________________

Дата защиты:          _________________

 

Оценка работы:      _________________

Подписи членов комиссии

по защите курсовой работы:    _____________________________________

 

 

Гомель 2006

Введение

Электропривод на основе двигателей постоянного тока используется в различных отраслях промышленности – металлургии, машиностроении, химической, угольной, деревообрабатывающей и др. 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.

Тиристорные преобразователи обладают рядом достоинств по сравнению с электромашинными преобразователями:

· высокий КПД, обусловленный незначительным падением напряжения на тиристоре (менее 1 В).

· незначительная инерционность, обусловленная фильтрами в цепях управления и неуправляемостью тиристоров в течение интервала проводимости (10—20 мс).

· высокая надежность при использовании быстродействующей защиты в модульно-блочном исполнении ТП.

 

 

К недостаткам ТП следует отнести:

· низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании напряжения.

· искажения питающего напряжения, вносимые работой ТП.

· повышенный уровень излучаемых радиопомех.

 

Целью данного проекта является разработка тиристорного преобразователя. При этом решаются следующие задачи:

· выбор силовой схемы преобразователя.

· расчет и выбор элементов силовой схемы.

· расчет и выбор силовой коммутационной и защитной аппаратуры.

· выбор структуры и основных узлов системы управления преобразователем.

· расчет и выбор основных элементов СИФУ преобразователя.

· разработка задатчика интенсивности.

· разработка схемы электронной защиты преобразователя.

· расчет и построение характеристик преобразователя.

· расчет энергетических показателей.

1. Выбор силовой схемы реверсивного тиристорного
преобразователя

В зависимости от мощности и назначения электропривода могут применяться различные силовые схемы реверсивных тиристорных преобразователей. Нужно стремится к применению наиболее простых схем, содержащих минимальное количество вентилей. Однако упрощение схемы обычно приводит к ухудшению ее технических показателей. Поэтому при проектировании обычно принимается компромиссное решение, 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 данном курсовом проекте рекомендуется использовать трехфазную мостовую схему соединения вентилей в группах тиристорного преобразователя, так как она обладает следующими преимуществами над нулевой:

· при одинаковой фазной ЭДС среднее значение выпрямленного напряжения в мостовой схеме в два раза больше;

· частота пульсаций выпрямленного напряжения в два раза выше (300 Гц против 150 Гц), а амплитуда пульсаций меньше.

· при одинаковой мощности нагрузки типовая мощность трансформатора меньше, чем для нулевой схемы;

· индуктивность в цепи переменного тока в мостовой схеме в два раза больше;

 

 

· данная схема дает большой диапазон регулирования скорости.

Вентильные группы, входящие в схему реверсивного выпрямителя могут, как указывалось выше, соединяться двумя способами: по перекрестной или встречно-параллельным схемам. Схемы отличаются количеством вторичных обмоток силового трансформатора. Из-за простой конструкции трансформатора в схеме со встречно-параллельным соединением следует ей отдавать предпочтение. силовая схема трехфазного мостового реверсивного преобразователя с устройствами коммутации и защиты представлена на рис.1.1.

По заданию, в курсовом проекте управление вентильными группами – совместное согласованное. для ограничения возникающих при этом уравнительных токов используются два ненасыщающихся уравнительных реактора LR1 и LR2.

 

Рис. 1.1. Электрическая схема трехфазного реверсивного мостового тП со встречно-параллельным соединением вентильных групп

2. Расчет и выбор элементов силовой схемы преобразователя