курсач по силовуй. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования нижегородский государственный технический университет

• Название: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования нижегородский государственный технический университет
• Дата: 16.12.2021
• Размер: 0.78 Mb.
• Имя файла: курсач по силовуй.docx
• Тип: Пояснительная записка; #306358
• страница: 2 из 4

1 Исходные данные

Трехфазная нулевая встречно-параллельная. Преобразователь с совместным управлением.
Электродвигатель постоянного тока типа 2ПФ132:

- номинальная мощность двигателя P_н = 3000 Вт;

- номинальное напряжение якоря двигателя Ud_н =220 В;

- номинальная скорость двигателя n_н = 1060 об/мин;

- номинальный КПД _н = 74 %.

Параметры питающей сети

- Номинальное напряжение сети

- число фаз сети m1 = 3

- частота питающей сети

- отклонение напряжения сети

Дополнительные параметры преобразователя

- допустимая величина уравнительного тока

- допустимое относительное действующее значение основной гармоники входного тока преобразователя

- длительность 100% токовой перегрузки

Расчетные коэффициенты представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1

kU	kI2	kI1	kS	kB	kуm	k1	k2
0,855	0,577	0,47	1,46	2,09	0,62	1,21	0,239

Остальные необходимые для расчета данные двигателя можно вычислить по имеющимся данным. Номинальный ток двигателя , А, вычисляется по формуле



Номинальная угловая скорость , , вычисляется по формуле



Зная номинальную скорость и мощность двигателя, можно вычислить номинальный момент ,




КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21

По номинальному моменту и номинальному току вычисляется постоянная машины



По полученным данным находится сопротивление якоря двигателя по
формуле

КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21

2 Расчёт параметров и выбор преобразовательного трансформатора.
В данной схеме трансформатор необходим для согласования напряжения питающей сети ( ) и напряжения на якоре двигателя ( ).

Предварительное определение вторичного фазного напряжения трансформатора. Точное определение напряжения затруднено, так как в начальной стадии расчета неизвестны падения напряжения на отдельных элементах силовой схемы. Учет этих падений напряжения осуществим с помощью заданных коэффициентов.

Действующее значение напряжения первичной фазной обмотки определяется по формуле:

. (2.1)

Действующее значение напряжения вторичной фазной обмотки определяется по формуле:

. (2.2)

, (2.3)

,

где - коэффициент учитывающий возможное снижение напряжения сети;

- коэффициент учитывающий коммутацию и асимметрию напряжений;

- коэффициент учитывающий падение напряжения в вентилях, обмотках трансформатора и реакторов;

- коэффициент схемы ВП;

- номинальное напряжение на якоре двигателя.

Подставив значения в формулу (3.1), найдём значение напряжения вторичной фазной обмотки трансформатора U_2Ф , В, по формуле:

, (2.4)



Расчётная мощность силового трансформатора S_T, В*А, определяется по формуле:

, (2.5)

где - коэффициент, зависящий от типа силовой схемы ВП.

Наибольшее среднее значение ЭДС E_d0, В, определим по формуле:

, (2.6)

.


КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21

Номинальный ток нагрузки двигателя I_дн, А.

Активная мощность , Вт, определяется из формулы:

, (2.7)

Найдем полную мощность силового трансформатора S_T, В˖А, по формуле:

, (2.8)

В˖А

Действующие значение линейного тока первичной обмотки I₁, А, определяется из формулы:

, (2.9)

где - коэффициент схемы,

,



.



Действующее значение линейного тока во вторичной обмотке трансформатора I₂, A, найдем по формуле

(2.10)

где - номинальный ток двигателя,

- коэффициент схемы.

.

В соответствии с полученными значениями и схемой преобразователя выбираем трансформатор.

В связи с выше изложенным, выберем трансформатор ТС3П-10/0,7-УХЛ4:

- полная мощность

- номинальное напряжение первичной обмотки

- номинальное напряжение вторичной обмотки

- коэффициент трансформации

- напряжение короткого замыкания

- ток холостого хода

- потери холостого хода

- потери короткого замыкания


КП – СЭ – НГТУ – 17ЭМС – 000 – 20

3 Расчёт параметров и выбор силовых вентилей Вентильного Преобразователя
Выбор вентилей производится по среднему значению тока, протекающего по ним и по величине приложенного повторяющегося импульсного напряжения.

Расчетное среднее значение тока вентиля I_TAVp, A,определяется по формуле



где - в трёхфазных схемах ВП.

.

Наибольшее расчетное значение повторяющегося импульсного напряжения на вентилях U_RRMp, В, равно:



где k_b = 2.09 - коэффициент схемы.



По этим данным с учетом перегрузки тиристор выбирается на максимальный средний ток. Из справочника [2] берутся данные тиристора Т132-16 с естественным охлаждением.

Данные выбранного вентиля Т132-16:

- Itavm = 16 A - максимально допустимый прямой ток;

- UTo = 1.4 В - пороговое напряжение вентиля;

- Rthja = 4.5 С/Вт - установившееся тепловое сопротивление перехода «кристалл - окружающая среда»;

- - максимальная допустимая температура перехода;

- rt = 23.9 мОм - динамическое сопротивление;

- - температура охлаждающего воздуха;

- - ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии;

- Z = 0.9 С/Вт - переходное тепловое сопротивление перехода «кристалл - окружающая среда».

- = 2000 В- повторяющееся импульсное обратное напряжение.

Для выбранного типа вентиля рассчитываем наибольшее допустимое значение прямого тока с учётом возможной 100% токовой перегрузки в динамических режимах работы привода в течение заданного интервала времени. При этом полагаем ток нагрузки идеально сглаженным.


КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21




где - потери в вентиле при токовой перегрузке находится по формуле

- коэффициент формы тока вентиля для трёхфазных схем.



где , Вт - потери в номинальном режиме, определяются как:

, (3.5)

Подставив в формулу (3.4) значения известных величин, получим:

.

Найдём значение , А, по формуле (3.3)



.

.

Так как полученные значения и удовлетворяют следующим неравенствам: , , то вентили правильно выбраны и будут надежно работать не только в номинальном режиме, но и при перегрузках.


КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21


4 Расчёт параметров и выбор уравнительных реакторов




При совместном управлении группами ВП в контуры уравнительного тока с целью ограничения его величины включают уравнительные реакторы. Величина суммарной индуктивности контура уравнительного тока L_у, Гн, определяется по формуле:



где – амплитуда линейного напряжения;

- наибольшая при согласованном управлении величина коэффициента действующего значения уравнительного тока;

- относительное действующее значение уравнительного тока.

Подставив все известные величины в формулу (4.1) получим


Требуемая индуктивность уравнительных реакторов L_ур, Гн, равна



где - количество фазных обмоток, по которым одновременно проходит уравнительный ток;

-индуктивность рассеяния фазы согласующего трансформатора, определяется по формуле

,

где -напряжение короткого замыкания ближайшего по мощности трансформатора.
Подставив значение (4.3) в формулу (4.2) получим:



Уравнительный ток I_ур, А, вычислим по формуле:

,



В качестве уравнительных реакторов будем использовать два ненасыщающихся реактора, так как при стопроцентной токовой перегрузке ненасыщающиеся реакторы сохраняют свое индуктивное сопротивление.