umm_425

7 Разработка силовой схемы и компоновка выпрямительно-инверторного преобразователя

7.1 Оформление силовой схемы преобразователя

Для выполненных расчетов разрабатывают и вычерчивают на листе формата A3 силовую схему ВИП преобразователя и дают её краткое описание.

При разработке этого вопроса рекомендуется обратиться к типовым решениям /1, 4/.

7.2 Компоновка преобразователя

В данном подразделе КР на основании расчетов, проведенных в разделе 5, необходимо в соответствии с исходными данными выполнить компоновку выпрямителя или инвертора. Для этого следует воспользоваться типовыми решениями расположения диодов (тиристоров) в серийно выпускаемых промышленностью выпрямителей (инверторов) /4, 5, 6/.

Необходимо разработать и на форматах А4 изобразить:

конструкцию (в двух проекциях) одного силового блока, который должен состоять из одного или нескольких (не более 4) диодов (тиристоров) с нанесением основных геометрических размеров;

электрическую схему выпрямителя (инвертора) или одного шкафа, показывающую соединение силовых блоков между собой;

конструктивное расположение диодов (тиристоров) в шкафу выпрямителя (инвертора) с нанесением основных геометрических размеров;

вид сверху соединения отдельных шкафов выпрямителя (инвертора) между собой с указанием всех выводов, плюсовой и минусовой шин и мест подключения ограничителей перенапряжений.

50

Список использованных источников

1.А.Т. Бурков Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп.–М.: Транспорт, 1999, 464 с.

2.А.С. Низов, А.Н. Штин Электронная техника и преобразователи. Часть 2. Многопульсовые выпрямительные и инверторные преобразователи: Учебное пособие, – Екатеринбург, УрГУПС, 2005, 140 с.

3.А.С. Низов, А.Н. Штин Инвертирование электрической энергии на электрифицированных железных дорогах. Часть 1. Теория работы, характеристики и энергетические показатели зависимых инверторов: Учебное пособие для вузов МПС РФ., – Екатеринбург, УрГАПС, 1998, 88 с.

4.Ю.П. Неугодников, А.С. Низов, А.Н. Штин Инвертирование электри-

ческой энергии на электрифицированных железных дорогах. Часть II. Вы- прямительно-инверторные преобразователи тяговых подстанций: Учебное пособие для вузов МПС РФ., – Екатеринбург, УрГУПС, 2002, 83 с.

5.Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстан-

ций /Б.С. Барковский и др.; Под ред. М.Г. Шалимова. – М.: Транспорт, 1990, 127 с.

6.Е.Ю. Салита и др. Преобразователи тяговых подстанций и электроподвижного состава: Методическое указание к выполнению курсовых работ и дипломного проектирования, – Омск, ОмГУПС, 2000, 75 с.

7.Г.С. Кузнецова, А.Н. Штин Выбор оборудования распредустройств тяговых и трансформаторных подстанций: Методическое пособие для курсового проектирования, – Екатеринбург, УрГУПС, 2001, 67 с.

8.В.С. Почаевец Электрические подстанции: Учеб. для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. – М.: Желдориздат, 2001, 512 с.

9.А.С. Низов, А.Г. Пяткова Основные требования к содержанию и оформлению дипломных проектов: Методические указания, – Екатеринбург,

УрГУПС, 2000, 75 с.

51

52

Приложение А

Технические характеристики полупроводниковых приборов и их охладителей Таблица А.1 – Предельно-допустимые и характеризующие параметры диодов

																																						Тип охладителя
	Тип диода			IFAVm,			IFSM,			K			UFM,			U(TO),			rT,			IRRM,				PRSM,			Tjm,			Qrr,			Rthjc,		воздуш-	ный	естественное
																																							воздушное на
				A			кА						B			B			мОм			мА				кВт			ºC			мкКл			ºC/Вт				тепловых
																																							трубах
	ДЛ153–1250		1250			26				20–32		2,0			1,1			0,35			50					16		175			700			0,02			0253
	ДЛ153–1600		1600			26				20–32		2,0			1,0			0,3			50					16		175			800			0,02
	ДЛ153–2000		2000			30				16–22		1,8			0,9			0,185			50					16		175			1000			0,02
	ДЛ173–3200		3250			45				20–32		2,2			1,1			0,124			100					16		175			1500			0,011			648474–ДЖИЦ		Т343–017–
	ДЛ173–4000		3860			50				16–24		2,2			1,0			0,08			100					16		175			1500			0,011				001
	Д163–2000		2000			35				20–32		1,9			1,0			0,165			130					—		175			1000			0,016					В2
	Д163–2500			2500			40			16–26			1,85			0,95			0,135			130				—			175			1200			0,016
	Д163–3200		3200			45				10–18		1,85			0,9			0,105			130					—		190			1500			0,016
	Д253–1600			1600			35			4–22			1,5			1,0			0,12			90				—			190			800			0,018
	Д253–2000		2000			35				4–24		1,55			0,95			0,1			55					—		190			1000			0,018

Таблица А.2 – Рекомендуемые охладители и их тепловые сопротивления

	Рекомендуемый охладитель	Rthch,	Rthha, ºC/Вт		Z(th)tha, ºC/Вт
			V=0	V=6 м/с	V=0	V=6 м/с
		ºC/Вт
		Воздушного
			охлаждения
	0253	0,01	0,355	0,1	0,02	0,02
	ДЖИЦ 648474–001	0,005	0,2	0,053	0,005	0,005
	Естественного воздушного охлаждения на тепловых трубах
	Т343–017–В2	0,005	0,12	—	0,02	—
			52

53

Таблица А.3 – Предельно допустимые и характеризующие параметры тиристоров

	Тип тири-			IТAVm,		IТSM,				K			UТM,			U(TO),			rT,			IRRM,			Tjm,			Qrr,			Rthjc,			Тип охладителя
																																	воздуш-		естественное воздуш-
	стора			A			кА						B			B			мОм			мА			ºC			мкКл			ºC/Вт
																																	ный		ное на тепловых трубах
	Т163–1000		1000			20				20–32		2,1			1,2			0,4			80			150			600			0,016
	Т163–1250		1250			25				16–26		2,1			1,1			0,27			70				150		700			0,016			648474–001
	Т173–1250		1250			32				20–34		2,0			1,18			0,275			200			125			700			0,011
	Т173–1600		1640			32				20–34		2,2			1,08			0,28			200				125		800			0,011
	Т173–2000		2000			49				16–20		1,65			0,95			0,127			200				125		1000			0,011					Т343–017–В2
	Т173–2500			2700			52			10–14			1,7			0,95			0,095			100			125			1200			0,01		ДЖИЦ
	Т173–3200		3360			60				2–10		1,5			0,83			0,062			200			140			1500			0,01
	Т193–2500			2900			70			20–38			2,0			1,1			0,14			300			125			1200			0,0065
	Т273–1600		1600			38				20–26		2,1			1,0			0,15			200				120		800			0,011
	Т273–2000		2000			45				18–25		1,75			0,95			0,15			200				125		1000			0,011

Таблица А.4		– Предельно допустимые импульсные обратные напряжения вентилей класса К
	Параметр			Значения параметра для
			диодов		тиристоров
	URRM, В		нелавинных	лавинных	нелавинных	лавинных
			100 K	100 K	100 K	100 K
	URSM, В		116 K	125 K	111 K	120 K
	UЛ, В		–	125 K	–	120 K
	URWM, В		67 K	100 K	80 K	100 K

53

Приложение Б

Технические характеристики резисторов и конденсаторов

Таблица Б.1 – Шкала номинальных сопротивлений резисторов RН ·10n, Ом

(n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)

1,0	1,1	1,2	1,3	1,5	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,7	3,0
3,3	3,6	3,9	4,3	4,7	5,1	5,6	6,2	6,8	7,5	8,2	9,1

Таблица Б.2 – Технические характеристики проволочных эмалированных резисторов

Тип резисторов		RН	Тип резисторов	RН
ПЭ-15	3,0	Ом… 5,1 кОм	ПЭВ-10	1,8 Ом… 10 кОм
ПЭ-20	2,4	Ом… 5,1 кОм	ПЭВ-15	3,9 Ом… 15 кОм
ПЭ-25	4,7	Ом… 5,6 кОм	ПЭВ-20	4,7 Ом… 20 кОм
ПЭ-50	1,0	Ом… 16 кОм	ПЭВ-25	10 Ом… 24 кОм
ПЭ-75	1,0	Ом… 30 кОм	ПЭВ-30	10 Ом… 24 кОм
ПЭ-150	1,0	Ом… 51 кОм	ПЭВ-40	18 Ом… 51 кОм
			ПЭВ-50	18 Ом… 51 кОм
			ПЭВ-75	47 Ом… 56 кОм
			ПЭВ-100	47 Ом… 56 кОм

Примечание: число в обозначении резистора указывает значение мощности рассеивания РМАХ.

Таблица Б.3 – Технические характеристики металлобумажных конденсаторов

Номинальное напря-	Емкость (СН, мкФ) для конденсаторов типов
жение UСН, В	МБМ		МБГЦ	МБГЧ
500	0,25	… 4	0,25 … 4	0,25	… 4
600	0,25	… 4	0,25 … 4	0,25	… 4
750	0,01	… 0,25	0,25 … 2	0,1 … 10
1000	0,01	… 0,1	0,25 … 1	0,5 … 10
1500	0,005 … 0,1		––	0,25	… 10

54

Приложение В

Схемы последовательно-параллельного соединения полупроводниковых приборов и схемы выравнивания напряжения

Рисунок В.1 – Схемы последовательного включения диодов, (а), тиристоров, (б), и графики распределения обратного напряжения, (в)

Рисунок В.2 – Схемы выравнивания напряжения в статических и динамических режимах при последовательном включении диодов, (а), и тиристоров, (б, в)

Рисунок В.3 – Схемы последовательно-параллельного соединения лавинных, (а) и обычных диодов, (б)

55

Приложение Г

Схемы последовательно-параллельного соединения полупроводниковых приборов и схемы выравнивания распределения тока

Рисунок Г.1 – Схемы параллельного соединения диодов, (а), тиристоров, (б) и графики неравномерного распределения прямого тока, (в)

Рисунок Г.2 – Схемы выравнивания прямого тока при параллельном соединении диодов, (а) и тиристоров, (б)

Рисунок Г.3 – Схемы последовательно-параллельного соединения тиристоров с выравниванием распределения напряжения и тока

56

Приложение Д

Схемы преобразовательных трансформаторов

Рисунок Д.1 – Схема преобразовательного трансформатора с отдельными вентильными обмотками для подключения инвертора

Рисунок Д.2 – Схема преобразовательного трансформатора с дополнительными витками в основных вентильных обмотках для подключения инвертора

57

Приложение Е

Электрические параметры оборудования электрической схемы преобразователей

Таблица Е.1 – Быстродействующие выключатели постоянного тока

	Тип выключателя			UH,			IH,			IУСТ,		IОТКЛ,			tОТКЛ,
				кВ			A			А		кA			с
										2000-
	ВАБ-43-4000/30-К-У4			3,3			4000					17			0,05
										5000
						4000
	ВАБ-49-4000/30-К-УХЛ4		3,3							до 2000		25		0,04
	Два последовательно включенных									2000-
				3,3			4000					27			0,05
	ВАБ-43-4000/30-Л-У4									5000
	Два последовательно включенных		3,3			3200				2000-		50		0,04
	ВАБ-49-3200/30-Л-УХЛ4								4000
	Два последовательно включенных									2000-
				3,3			5000					50			0,04
	ВАБ-49-5000/30-Л-УХЛ4									7000

Таблица Е.2 – Электрические параметры помехоподавляющих реакторов РОСВ

	Тип реактора			IH , А			UH, В			LH, мГн			СПРОХ, пФ			РКЗ, кВт
	РОСВ-800			800			3300			0,63			100			2,5
	РОСВ-2000		2000			3300			0,88			100			10,25

Приложение Ж

Коэффициенты акустического воздействия k-ых гармоник

Таблица Ж.1 – Коэффициенты акустического воздействия k-ых гармоник

k	6	12	18	24	30	36	42	48
fK, Гц	300	600	900	1200	1500	1800	2100	2400
рK	0,295	0,794	1,072	1,0	0,861	0,76	0,688	0,634

58

Анатолий Семенович Низов Андрей Николаевич Штин Константин Геннадьевич Шумаков

Разработка выпрямительно-инверторного преобразователя

Методическое руководство к выполнению курсовой работы по дисциплине «Электронная техника и преобразователи»

и дипломному проектированию студентов специальности 190401 «Электроснабжение железных дорог»

	Редактор С.В. Пилюгина
	Набор текста и рисунков К.Г. Шумаков
620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, УрГУПС
	Редакционно–издательский отдел
	Подписано в печать
Бумага писчая №1	Формат 60×90 1/16	Усл.п.л 3,7	Уч-изд.л. 3,2
Тираж 150 экз.	Цена договорная		Заказ

59