1.5.2 Расчет параметров и выбор тиристоров.

Тиристоры выбирают по допустимым значениям тока и напряжения, учитывая способ охлаждения.

Наиболее часто используется воздушное (естественное или принудительное) и водяное охлаждение. Водяное охлаждение лучше воздушного, но по конструкции намного сложнее, поэтому его применяют только в мощных приводах. Для охлаждения используем воздушный способ с постановкой тиристора на типовой семирёберный охладитель.

- коэффициент допустимой перегрузки по току силовой части;

- коэффициент, учитывающий условия охлаждения (используется естественное охлаждение Vохл=0);

- среднее значение тока тиристора;

- коэффициент прямого и обратного напряжения;

- максимальное значение напряжения на тиристоре,B;

- коэффициент, учитывающий отклонение напряжения питающей сети от заданного значения;

- расчетное напряжение тиристора, B;

По расчетным значениям тока и напряжения выбираем тиристор Т-122-10, у которого Iоткрmax=10А, Uобрmax=800B.

Выбранный тиристор проверяем на устойчивость при внешних коротких замыканиях;

- ток короткого замыкания, А;

1.5.3 Расчет и выбор сглаживающего дросселя.

Пульсация выпрямленного напряжения приводит к пульсация тока нагрузки, увеличивающим нагрев электродвигателя, и ухудшают его коммутацию. Величина пульсации тока зависит от схемы выпрямления, угла управления и индуктивности контура нагрузки. С целью уменьшения пульсации тока и расширения зоны коммутации двигателя в цепь нагрузки включают сглаживающий дроссель.

Выбор сглаживающего дросселя определяется критериями:

1. Величина индуктивности сглаживающего дросселя должна определять допустимый уровень пульсаций тока нагрузки с учетом диапазона регулирования выходной координаты преобразователя.

2. Величина индуктивности сглаживающего дросселя определяет зону прерывистых токов нагрузки.

- паспортная температура;

- рабочая температура;

- температурный коэффициент, учитывающий приведение сопротивления обмоток электродвигателя к рабочей температуре;

- собственное активное сопротивление якорной цепи ЭД, Ом;

Номинальная скорость вращения вала, рад/с:

- конструктивный коэффициент;

- диапазон регулирования;

- минимальная скорость вращения выходного вала двигателя рад/с;

_{- минимальное значение ЭДС преобразователя при номинальном токе двигателя, В;}

- максимальный угол управления для заданного диапазона регулирования выходного напряжения;

В градусах:

Относительная величина действующего значения первой гармоники выпрямленного напряжения,

Максимальная выпрямленная ЭДС:

- минимальный угол управления;

В градусах:

Рассчитываем индуктивность якоря:

-коэффициент, учитывающий исполнение ЭД;

- относительная величина действующего значения первой гармоники тока нагрузки.

Индуктивность всей цепи:

- требуемая индуктивность сглаживающего дросселя;

1.5.4 Расчет и выбор элементов защиты.

Выбор магнитного пускателя KM1.

Магнитные пускатели выбираются по следующим условиям:

- по режиму работы,

- по номинальному току нагрузки I_Н.П.≥I_Н,

- по номинальному напряжению катушки аппарата U_Н=U_Ф,

- по номинальному напряжению контактов аппарата U_Н.КОНТ≥U_Л.

Номинальный ток нагрузки вычислен I_Н =8 A.

Из стандартного ряда выбирается номи­нальный ток магнитного пускателя I_Н.П.= 10А. Напряжение питания в схеме управления U_Ф= 220В, т.е. U_Н= 220В. Напряжение сети силовой части U_Л= 380В, следовательно U_Н.КОНТ ≥ 380В.

Был выбран магнитный пускатель ПМЛ-1000 (ТУ 16-89 ИГФР.644236.033ТУ) ГОСТ 50460-92со следующими параметрами:

Номинальный ток нагрузки 10 А,

номинальное напряжение катушки 220 В,

номинальное напряжение контактов 380 В,

степень защиты IP00,

мощность включения катушки 7 ВА,

количество вспомогательных контактов 1з,

мощность включения Р_{КМ1_ВКЛ.} = 84ВА,

мощность удержания Р_{КМ1_УДЕРЖ.} = 9.5ВА,

Для выбора элементов защиты необходимо подсчитать токи в цепи управления . Максимальный ток включения (максимально возможный ток в схеме) будет протекать тогда, когда сработает пускатель KM1. В такой ситуации ток может быть вычислен по формуле:

Iмакс.вкл=Pкм1.вкл/Uф=84/220=0,38A

Максимальный рабочий ток будет тогда, когда работает пускатель KM1 . Тогда ток можно вычислить по формуле:

Iраб.макс=Pкм1.удерж./Uф=9,5/220=0.043 A

Выбор автоматического выключателя QF1.

Автоматические выключатели защиты двигателей с комбинированным расцепителем особенно удобны для управления небольшими машинами, когда требуется простое и надежное оборудование. Широкий ряд дополнительных блоков, встраиваемые и настенные корпуса расширяют возможности применения автоматических выключателей защиты двигателей и позволяют использовать их в условиях высокой запыленности, влажности и химической агрессивности внешней среды. Для выбора автомата необходимо, чтобы напряжение и ток контактов был больше или равен напряжению и току сети.

Рассчитаем ток установки защиты автоматического выключателя.

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора, А:

Установившееся значение тока короткого замыкания [1]:

Ток установки электромагнитного расцепителя:

,

Ток теплового расцепителя, А [1]:

Выбираем автоматический выключатель АП-50 Б3МТ (ТУ16-522.148-80) со следующими параметрами:

Номинальное напряжение автомата 380 B,

Номинальный ток автомата 10 A,

Номинальный ток максимального расцепителя 100A,

Выбор предохранителя в цепи управления осуществляется по следующим соотношениям:

- U_Н≥ U_Ф,

- I_{Н ВСТ} ≥ I_{РАБ. МАКС}+0.1*I_{ВКЛ.МАКС}.

По формуле (2.5) из [4] номинальный ток плавкой вставки

I_{Н ВСТ} ≥ 0.043+ 0.1 * 0,38 = 0.081A,

U_Н≥ 220 В.

Был выбран предохранитель ПРС-6 (ТУ16-522.112-74) с пара­метрами:

номинальный ток основания 6А,

номинальное напряжение 220В,

с плавкой вставкой ПВД(Ш) (ТУ16-522.112-74) со следующими пара­метрами:

номинальный ток плавкой вставки 1А;

предельная отключающая способность 100кА.

Выбор быстродействующих предохранителей:

В случаях, приводимых к коротким замыканиям, в линиях нагрузки возникают большие токи. Выход из этой ситуации - специальный быстродействующий предохранитель, предназначенный для защиты ключевых элементов изделий на основе полупроводниковых структур.

Предохранитель, выбирается из следующих условий:

I_пл.вст≥I_ф2

I_пл.вст≥ 11 А

U_Н≥ U_л

U_Н≥ 380 В

Исходя из этого выбираем быстродействующий предохранитель серии ПП61 с номинальными параметрами:

Uн = 380В

Iн = 63А

Iн.вст = 40А

Выбор кнопочных выключателей SB1 иSB2.

Кнопочные выключатели выбираются по соотношениям:

- I_Н ≥ I_НАГР,

- U_Н≥ U_Ф.

В нашем случае U_Н ≥ 220 В,

а ток I_Н≥ I_{Вкл. Макс}, т.е. I_Н ≥ 0,38 А.

Выбираем кнопочные выключатели серии КМЕ5101 У3 (для SB1 размыкающий контакт) и КМЕ5110 У3 (для SB2 замыкающий контакт) с параметрами [11] (ТУ 16-526.094-78):

- номинальный ток контактов 3 А,

- номинальное напряжение контактов 220 В,

- потребляемая мощность 2.5 Вт,

- степень защиты IP00,

- форма толкателя грибовидная,

- коммутационная износостойкость 1 млн. циклов,

- механическая износостойкость млн. циклов.

Защиту тиристоров то коммутационных перенапряжений осуществляется включением параллельно вентилям индивидуальных R-C цепочек.

Определим величину емкости:

- ток, протекающий через тиристор перед началом коммутации, A;

- расчетное обратное напряжение тиристора, В.

Выбираем конденсатор МБГО-0,1 мкФ 1000В ±10%.

Принимаем сопротивление резистора R=50 Ом.

Рассчитаем ток, проходящий через конденсатор:

=

Мощность резистора:

Выбираем резистор МЛТ-0.5-50 Ом ±10% ГОСТ 7113-77.