курсач по силовуй. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования нижегородский государственный технический университет
![]()
|
КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 Так как серийно такие реакторы не выпускаются, необходимо спроектировать два специальных насыщающихся реактора со следующими параметрами: ![]() ![]() - ![]() Активное сопротивление Rур можно принять равным: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 ![]() Для уменьшения пульсации тока ВП и сужения зоны прерывистых токов в якорную цепь двигателя включают сглаживающий реактор. При расчёте ![]() ![]() ![]() ![]() Амплитуда основной гармоники выходного напряжения ВП Ud1m, В, равна ![]() где ![]() ![]() Допустимое относительное действующее значение основной гармоники выходного тока ВП: ![]() Требуемая величина индуктивности якорной цепи Ld, Гн, определяется из формулы: ![]() ![]() ![]() Индуктивность обмотки якоря двигателя La, Гн, определяется как ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 Индуктивность сглаживающего реактора Lсгл, Гн, равна ![]() ![]() ![]() ![]() Так как величина LСГЛ получилась отрицательной, то сглаживающий реактор не требуется. ![]() КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 ![]() Наиболее чувствительными элементами силовой части ВП являются полупроводниковые вентили. Они требуют защиты от токов перегрузки и от перенапряжения, так как имеют относительно небольшую перегрузочную способность по этим параметрам. 6.1 Защита от аварийных токов Защита ВП от внутренних коротких замыканий обеспечивается плавкими предохранителями путём согласования их времятоковых характеристик с времятоковыми характеристиками вентилей. При этом для любого момента времени допустимый ток вентиля ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() По справочнику [3] выбираем быстродействующий предохранитель ПП57-3127 с током плавкой вставки равным: ![]() Выбираем автоматический выключатель QF1, подключающий преобразовательный трансформатор к сети, по напряжению и по току первичной обмотки. Подходит выключатель АЕ2026-10H с номинальным током расцепителя 10 А[11]. 𝐼𝑄𝐹1 = 𝐼1 = 9.129 (А) (6.3) – номинальный ток выключателя Iн = 16 (A); – номинальное напряжение выключателя Uн = 380 (В); – уставка тепловых расцепителей Iуст = 10 (A). Автоматический выключатель QF2, для подключения двигателя к цепи, выбираем двухполюсный, с номинальным током расцепителя равный номинальному току и напряжению двигателя. Подходит BA19-29 с номинальном током расцепителя 20 А [12]. Ток через автоматический выключатель QF2, установленный между двигателем и преобразователем, определяем по формуле: 𝐼𝑄𝐹2 = 𝐼𝑑н = 18.428 (А) (6.4) – номинальный ток выключателя Iн = 20 (A); – номинальное напряжение выключателя Uн = 220 (В); ![]() КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 – уставка тепловых расцепителей Iуст = 20 (A). 6.2 Защита от перенапряжений При коммутациях и аварийных режимах на вентиль действуют кратковременные, периодические и однократные перенапряжения, для ограничения которых применяют специальные защитные устройства. Для защиты вентилей от внешних перенапряжений, возникающих при включении и отключении преобразовательного трансформатора, применяют вспомогательный диодный выпрямитель, нагруженный на RC контур. Параметры элементов ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Используя приведённые зависимости и подставив в них известные величины, получим: ![]() Сопротивление резисторов в защитном мосту: ![]() ![]() Мощности резисторов в защитном мосту: ![]() ![]() Используя эти данные выбираем резисторы: - резистор C1-4 ![]() ![]() ![]() - резистор C2-23 ![]() ![]() ![]() - конденсатор К73П-2 ( ![]() ![]() Для защиты вентилей от коммутационных перенапряжений, вызванных накоплением носителей в полупроводниковой структуре, параллельно вентилям включают защитные RC цепочки, параметры которых выбирают в пределах: ![]() Принимаем следующие значения: ![]() ![]() КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 Расчётная мощность резистора ![]() ![]() Выбираем следующие элементы по [4], [5]: Исходя из рассчитанных параметров, выбираем - конденсатор К73-16 ![]() ![]() - резистор TBO ![]() ![]() Диоды для вспомогательного выпрямителя выбираются аналогично вентилям основного выпрямителя по максимальному току, протекающему ![]() ![]() Тогда максимальный ток, протекающий через выходную цепь вспомогательного выпрямителя равен ![]() По рассчитанным параметрам находим из источника [2] диод Д112-10 с паспортными данными: ![]() ![]() КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 7 РАСЧЕТ ВНЕШНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИВОДА 7.1 Внешние характеристики вентильного преобразователя Поскольку управление исследуемого вентильного преобразователя совместное, то из-за уравнительного тока, протекающего между анодной и катодной вентильными группами, режима прерывистого тока в работе ВП не будет. Запишем уравнение внешней характеристики ВП: ![]() где Xm- приведённое к вторичной обмотке индуктивное сопротивление рассеяния трансформатора, равное ![]() Подставляя численные значения получим в (7.1) получим ![]() Формула (7.1) при условии = const представляет собой аналитическое выражение внешних характеристик. Угол управления, соответствующий номинальному режиму, можно найти из выражения (7.1.1), подставив в него значения номинального напряжения и тока: αн = arccos ![]() = arccos( ![]() Углы управления, используемые при построении графиков (таблица 7.1) Таблица 7.1- Углы управления
Диапазон изменения тока: ![]() Для построения внешних характеристик задаемся углами управления α и значениями тока нагрузки ![]() ![]() ![]() Подставляя в (7.1) ![]() КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 Полученные данные заносим в таблицу 7.2 Таблица 7.2
![]() ![]() КП – СЭ – НГТУ – 18ЭМС – 000 – 21 ![]() При работе ВП в инверторном режиме система управления должна ограничивать величину минимального угла инвертирования для предотвращения опрокидывания инвертора. Это ведёт к ограничению тока нагрузки Id в зависимости от величины напряжения Ud преобразователя, определяемое ограничительной характеристикой ![]() где ![]() ![]() ![]() Минимальное значение угла инвертирования ![]() ![]() Подставив в выражение (9.2) исходные данные, получим значение угла инвертирования при номинальном режиме: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |