_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра САУ

Курсовая РАБОТА

по дисциплине «Силовая электроника»

Тема: Расчет статистического преобразователя

Вариант 19

Студент гр. 7408		Сулим М.А.
Преподаватель		Павлова В.А.

Санкт-Петербург

2020

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

Студент: Сулим

Группа: 7408

Тема курсовой работы: Расчет статистического преобразователя

Исходные данные:

Таблица 1

№ Варианта	Схема	dU	Uн ном, В	Е, В	Lн, Гн	U2ф, В	U1л/ U1ф, В	n	f1,Гц
19	ТМВИ	dU=(+10/-10)%	350	70	0.5016	220	60	18	50

Задание на курсовой проект:

Спроектировать регулируемый преобразователь (СП) переменного тока в постоянный и наоборот, нагрузкой которого может быть либо обмотка возбуждения синхронного генератора, либо машина постоянного тока, работающая как в двигательном, так и в генераторном режиме; разработать виртуальную установку для исследований заданного СП, оценить влияние СП на сеть автономного объекта (спектральный состав потребляемого тока, коэффициент искажения напряжения сети), предложить систему управления для заданного выпрямителя (УВ).

Содержание пояснительной записки:

«Введение», «Анализ схемы ТМУВ», «Анализ схемы ТМВИ» «Разработки виртуальной установки для исследований заданного статистического преобразователя», «Спектральный анализ», «Заключение», «Список используемых источников»

Дата выдачи задания: 12.03.2020

Дата защиты:

Студент гр.7408		Сулим М.
Преподаватель		Павлова В.А.

Содержание

введение 4

1. Анализ схемы ТМУВ 6

1.1 Расчет средних значений выпрямленного напряжения, тока и мощности 6

1.2 Построение временных диаграмм, иллюстрирующих работу ТМУВ 8

1.3 Вывод и графическое представление регулировочной характеристики 9

1.4 Выбор управляющих элементов 9

1.5 Определение углов управления 14

1.6 Внешняя характеристика преобразователя 14

2. АНАЛИЗ СХЕМЫ ТМВИ 17

2.1 Схема ТМВИ 17

2.2 Построение временных диаграмм, иллюстрирующих работу ТМВИ 18

2.3 Входные и ограничительная характеристики ТМВИ 19

2.4 Обобщенная регулировочная характеристика преобразователя 21

2.5 Энергетические характеристики ТМВИ 22

3. РАЗРАБОТКА ВИРТУАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗАДАННОГО СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 25

3.1 Моделирование схемы ТМУВ 25

3.2 Моделирование схемы ТМВИ 29

4. СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ 31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 34

Введение

Современные транспортные системы электроснабжения (судов, автомобилей, железнодорожных или воздушных транспортных средств, робототехнических систем) характеризуются наличием значительного числа потребителей, включая электромеханические, электрогидравлические и электронные устройства, требующих питания постоянным током с регулируемым уровнем напряжения или переменным током с регулируемыми напряжением и частотой.

В связи с этим возникает необходимость в устройствах, способных осуществлять преобразование мощных потоков электрической энергии, вырабатываемой электроэнергетической установкой или поступающей из единой сети, из одного вида в другой. Вопросами, связанными с созданием подобных устройств, занимается область науки и техники, называемая преобразовательной техникой. Распространено и другое название – силовая и энергетическая электроника.

Устройства, связывающие две или более систем с отличными друг от друга параметрами, а также позволяющие изменять эти параметры по определенному алгоритму (закону), обеспечивая при этом обмен энергией между связанными системами, называются статическими преобразователями (СП) или преобразовательными устройствами.

В зависимости от вида преобразования электрической энергии СП подразделяются на следующие:

• выпрямители, предназначенные для преобразования переменного тока

в постоянный;

• инверторы, предназначенные для преобразования постоянного тока в переменный;

• преобразователи частоты, предназначенные для преобразования переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты;

• преобразователи числа фаз, предназначенные для преобразования переменного тока трехфазной сети в переменный ток однофазной или многофазной сети;

• преобразователи – регуляторы постоянного напряжения, предназначенные для преобразования постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения.

Основной целью работы является проектирование регулируемого преобразователя (СП) переменного в постоянный ток, нагрузкой которого может быть либо обмотка возбуждения синхронного генератора, либо машина постоянного тока, работающая как в двигательном, так и в генераторном режиме.

Исследуемая схема трехфазного мостового ведомого инвертора (ТМВИ) предназначена для преобразования постоянного тока в переменный. Назначение ведомого инвертора заключается в поставке дополнительной мощности в существующую систему переменного напряжения.

1. Анализ схемы тмув

1.1 Расчет средних значений выпрямленного напряжения, тока и мощности

На рис.1 представлена схема трехфазного мостового управляемого выпрямителя:

Рис.1 Схема ТМУВ

1. По заданному номинальному напряжению нагрузки и диапазону его изменения определяем U_dmax; U_dmin:

2. По заданной индуктивности определим индуктивное и активное сопротивления:

3. По закону Ома определим номинальный ток нагрузки, а также максимальный и минимальный:

4. Определим среднее значение мощности, выделяемой на нагрузке: