3 Обоснование, выбор и описание функциональной и
структурной схем электропривода
1.4 Разработка схемы электрической функциональной системы управления преобразователем.
В настоящее время всё более широкое применение находят полупроводниковые аналоговые, аналого-цифровые, цифровые и микропроцессорные системы управления вентильными преобразователями, т.к. они имеют ряд преимуществ перед электромагнитными системами: высокое быстродействие, надежность, малая потребляемая мощность, габариты.
В зависимости от того, в одном или нескольких каналах вырабатываются управляющие импульсы для каждого вентиля преобразователя, системы управления подразделяются на одно- и многоканальные, а в зависимости от принципа изменения фазы управляемого импульса - на горизонтальные, вертикальные, дискретные и цифровые.
Кроме того системы управления могут быть подразделены на синхронные и асинхронные. При синхронном способе импульсно-фазового управления отсчет угла подачи импульса управления производится от определенной фазы напряжения сети. При асинхронном способе отсчет импульса управления производится от момента подачи предыдущего импульса.
Рассмотрим одноканальную синхронную аналого-цифровую систему управления для трехфазного выпрямителя с раздельным управлением группами вентилей:
В рассмотренной системе начало фазы регистрируется блоком синхронизации БС и подаётся в виде команды "ПУСК" на цифровой ключ К. Ключ К начинает пропускать импульсы с генератора эталонной частоты (ГЭЧ) на счётчик импульсов СЧИ. Система сравнения выдаёт команду на закрытие ключа К и на блок формирователя импульсов ФИ, далее на выходной каскад ВК и на фазосдвигающие устройства ФСУ1 и ФСУ2.На входе обоих выходных формирователей ВФ1 и ВФ2 установлены логические элементы И, связанные с устройством раздельного управления УРУ. Если логический сигнал на выходе УРУ R1=1,то ВФ1 подаёт управляющие импульсы на вентили первого вентильного комплекта, создающего выходной ток преобразователя положительной полярности. При выходном сигнале УРУ R2=1 вступает в работу ВФ2, управляющие импульсы поступают на вентили второго комплекта, формирующего отрицательную полярность выходного тока. Одновременное включение комплектов исключается введением логического запрета R1*R2=0.
УРУ представляет собой логическое устройство, на вход которого поступает информация о полярности выходного тока преобразователя iвых. При реверсе направления тока с положительного на отрицательное УРУ при достижении нулевого значения тока устанавливает R1=0 и включение вентилей первого комплекта запрещается. Через время выдержки, достаточное для восстановления вентилями первого комплекта запирающих свойств, на выходе УРУ формируется R2=1 и включаются вентили второго комплекта.
1.5 Расчет и выбор элементов силовой части преобразователя.
1.5.1 Расчет параметров и выбор трансформатора.
Силовой трансформатор служит для изменения переменного напряжения с целью согласования напряжения сети с выходным напряжением преобразователя, а также для гальванической развязки сети и цепи нагрузки. Кроме того, трансформатор служит для ограничения тока короткого замыкания.
Исходными данными для расчета трансформатора служат номинальные средние значения выпрямленного тока и напряжения, определяемые по паспортным данным электродвигателя.
Максимальное значение ЭДС преобразователя при угле управления a=0 [1]:
где:
- номинальное напряжение двигателя,
В;
- падение напряжения на сглаживающем
дросселе,В;
- падение напряжения на активном
сопротивлении силового трансформатора,
В;
- коммутационное
падение напряжения, В;
- коэффициент,
определяемый схемой выпрямителя;
- напряжение к.з. силового трансформатора;
- среднее
значение падения напряжения на
тиристорах,В;
- коэффициент запаса по напряжению,
учитывающий возможные снижения напряжения
сети на 10%;
- коэффициент схемы;
- действующее значение ЭДС фазы вторичной
обмотки силового трансформатора;
- коэффициент непрямоугольности
тока в обмотке силового трансформатора;
- действующее значение фазного тока
вторичной обмотки, A;
Коэффициент трансформации:
- коэффициент тока первичной обмотки;
- действующее значение линейного тока
первичной обмотки, A;
- число пульсов выпрямленного напряжения;
Расчетное значение мощности первичной и вторичной обмоток трансформатора, В*А:
Расчетная мощность силового трансформатора, ВА:
кBA
В
В
%
ВА
Уточняем коэффициент трансформации:
Номинальный фазный ток вторичной обмотки трансформатора, А:
Активное сопротивление фазы вторичной обмотки трансформатора, Ом:
Полное сопротивление фазы трансформатора, Ом:
Индуктивное сопротивление фазы трансформатора, Ом:
Индуктивность фазы вторичной обмотки трансформатора, Гн:
