- •1. Задание на курсовую работу
- •1.1. Общие указания
- •1.2. Задание
- •Варианты задания на курсовую работу
- •1.3. Требования к расчетно-пояснительной записке
- •2. Реверсивные тиристорные преобразователи
- •2.1. Управление реверсивными тиристорными преобразователями
- •2.2. Совместное управление группами тиристоров
- •2.3. Раздельное управление группами тиристоров
- •3. Выбор силовых элементов тиристорного преобразователя
- •3.1. Выбор тиристоров
- •Зависимость коэффициентов kф и kа от угла проводимости
- •3.2. Расчет параметров силового трансформатора
- •Основные показатели схем выпрямления
- •3.3. Расчет индуктивности уравнительных реакторов
- •3.4. Расчет индуктивности сглаживающего реактора
- •4. Пример расчета
- •4.1 Исходные данные
- •4.2 Выбор тиристоров
- •4.3 Расчет параметров силового трансформатора
- •4.4. Расчет индуктивности уравнительных реакторов
- •4.5. Расчет индуктивности сглаживающего реактора
- •Рекомендуемая литература
- •Контрольные вопросы к защите курсовой работы
- •Оглавление
- •1.1. Общие указания 3
- •1.2. Задание 3
4. Пример расчета
4.1 Исходные данные
Тип силовой схемы – реверсивная трехфазная мостовая встречно-параллельная с совместным согласованным управлением. Обмотки силового трансформатора соединены по схеме "звезда – звезда".
Параметры питающей сети
-
номинальное линейное напряжение сети Uс = 380 В;
-
число фаз сети 3;
-
частота сети fс = 50 Гц;
-
отклонение напряжения сети Uс = -10…+15%.
Электродвигатель постоянного тока типа 2ПФ200LУХЛ4 со следующими параметрами:
-
номинальная мощность – Рн = 20 кВт;
-
номинальное напряжение на якоре – Uян = 440 В;
-
номинальная частота вращения – nн = 1000 об/мин;
-
номинальный КПД – н = 85,5%;
-
сопротивление обмотки якоря – rя = 0,286 Ом;
-
сопротивление дополнительных полюсов – rдоп = 0,168 Ом;
-
индуктивность якоря – Lя=10 мГн.
-
Дополнительные параметры преобразователя:
-
допустимая величина уравнительного тока Iур = 0,05 Iян;
-
коэффициент пульсаций тока якоря двигателя Кп=0,05;
-
диапазон изменения тока якоря электродвигателя – (0,1÷1)Iян.
4.2 Выбор тиристоров
Выбор тиристоров производится по предельному значению тока тиристора Iпр и допустимому значению повторяющегося напряжения на тиристоре Uп. При выборе тиристоров будем исходить из условия почти прямоугольной формы выходного тока управляемого выпрямителя и естественного воздушного охлаждения тиристоров.
Номинальное значение тока якоря электродвигателя определяется из выражения (8):
, (29)
где Рн=20 кВт – номинальная мощность электродвигателя;
н = 0,855 – номинальный к.п.д. электродвигателя;
Uян = 440 В – номинальное напряжение на якоре электродвигателя.
Среднее значение тока Iср, протекающего через тиристор, определяется из выражения (6):
, (30)
где Iян=53,16 А – номинальный ток якоря электродвигателя;
=3 - коэффициент, значение которого зависит от формы тока и угла проводимости тиристора (находится из табл. 2 для значения угла проводимости для трехфазной схемы =1200).
Расчетное предельное значение тока тиристора вычисляется из выражения (5):
, (31)
где - коэффициент запаса по току;
- коэффициент формы тока для трехфазной мостовой схемы выпрямления и значения угла проводимости = 1200, определяемый из табл. 2;
- коэффициент формы тока для классификационной схемы выпрямления;
kохл=2,5 - рекомендуемое значение коэффициента, учитывающего условия охлаждения тиристоров при стандартном радиаторе, воздушном охлаждении и скорости охлаждающего воздуха Vохл=0 м/с.
Iср=17,72 А - среднее значение тока, протекающего через тиристор.
При выборе тиристоров по напряжению будем исходить из напряжения холостого хода (э.д.с.) преобразователя с учетом возможного повышения напряжения питающей сети на 10%.
Расчетное значение повторяющегося напряжения Uпр, прикладываемое к тиристору, определяется из выражения (10):
(32)
где ku=UВмах/Uян=1,045 - коэффициент, величина которого выбрана из табл. 3 для трехфазной мостовой схемы управляемого выпрямителя;
- коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное перенапряжение на тиристорах;
kс=1,1 - коэффициент, учитывающий возможное понижение напряжения сети переменного тока на 10% от номинального значения;
k=1,1 - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий неполное открытие тиристоров при максимальном управляющем сигнале (рекомендуемое значение k=1-1,15);
kR=1,05 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в управляемом выпрямителе;
Uян=440 В - заданное номинальное значение напряжения на якоре электродвигателя.
Из выражения (12) определим требуемый класс тиристора:
КЛАСС ТИРИСТОРА = Ближайшее большее (Uпр /100 В) =
= Ближайшее большее (796,6 В /100 В) = 8.
Таким образом, для заданной схемы выпрямления и параметров якоря двигателя будут удовлетворять тиристоры 9-го класса с предельным значением тока тиристора Iпр = 63,46 А. Данным требованиям будут удовлетворять, например, низкочастотные тиристоры Т100 8-го класса, которые [8] имеют следующие параметры:
-
предельный ток тиристора Iпр при температуре перехода 850С - 100А;
-
повторяющееся напряжение UП - 800 В;
-
динамическое сопротивление в открытом состоянии rд=2 мОм.