АИТ. Курсовой проект Проектирование автономного инвертора тока

• Название: Курсовой проект Проектирование автономного инвертора тока
• Дата: 26.11.2020
• Размер: 0.5 Mb.
• Имя файла: Salomatov_AIT.docx
• Тип: Курсовой проект; #154257

Министерство образования и науки Российской Федерации.
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» (УрФУ)

Уральский энергетический институт

Кафедра: «Электротехника»


Курсовой проект

«Проектирование автономного инвертора тока»


Студент: Саломатов Н. С.

Группа: ЭН-370006

Преподаватель: Томашевский Д. Н.

Екатеринбург 2020

Содержание

Задание: 1

1.Параллельный АИТ 3

1.1.Расчёт дополнительных данных 3

1.2.Векторная диаграмма 4

1.3.Выбор тиристоров 4

1.4.Расчет анодного дросселя 5

1.5.Расчет конденсаторных батарей 5

2.Последовательно-параллельный АИТ 6

2.1.Расчет дополнительных данных 6

2.2.Векторная диаграмма 7

2.3.Выбор тиристоров 8

2.4.Расчет анодного дросселя 8

2.5.Расчет конденсаторных батарей 8

2.5.1.Компенсирующая конденсаторная батарея 9

2.5.2.Входная конденсаторная батарея 9

3.Параллельно-последовательный АИТ 10

3.1.Расчет дополнительных данных 10

3.2.Векторная диаграмма 11

3.3.Выбор тиристоров 11

3.4.Расчет анодного дросселя 12

3.5.Расчет конденсаторных батарей 12

3.5.1.Коммутирующая конденсаторная батарея 12

3.5.2.Проходная конденсаторная батарея 13

4.Сравнение схем по технико-экономическим показателям. 14

Список использованной литературы 15

Задание:

Рассчитать параметры и произвести выбор оборудования силовой части

1) параллельного АИТ;

2) параллельно-последовательного АИТ;

3) последовательно-параллельного АИТ.

Предполагаем, что питание АИТ осуществляется через 3-фазный мостовой

выпрямитель (сеть 220/380 В для случаев 2 и 3).

Этапы расчета:

- определение дополнительных данных;

- построение векторных диаграмм;

- расчет неизвестных токов и напряжений;

- выбор элементов схем;

- уточнение векторных диаграмм и корректировка параметров элементов

схем;

- сравнение схем по технико-экономическим показателям;

- оформление результатов работы в соответствии с требованиями к курсовым

проектам.

Исходные данные:

Вариант	Р, кВт	Uи, В	, Гц
12	750	1200	2500	0,22

1. 
   Параллельный АИТ
   

Рис.1. Принципиальная схема Параллельного АИТ

1. 
   Расчёт дополнительных данных
   

Ток индуктора:



Активная составляющая тока:



Угол





Индуктивная составляющая тока:



Активное сопротивление:



Угловая частота



Индуктивное сопротивление:



Угол .

Время восстановления тиристоров:



Принимаем стандартное значение времени восстановления 32 мкс и делаем перерасчет:

2. 
   Векторная диаграмма
   

Найдем данные из следующей векторной диаграммы:

Рис. 2 Векторная диаграмма параллельного АИТ

3. 
   Выбор тиристоров
   

Для выбора тиристора необходимо рассчитать длительно протекающий прямой ток:



Подходящий нам тиристор выберем из таблицы тиристоров.

Был выбран тиристор ТБ143-400 со следующими характеристиками:

UDRM(URRM),В	UTM, В	ITAV, А	(di/dt)доп,А/мкс	tq, мкс
1000-2400	3	400	1000	32

4. 
   Расчет анодного дросселя
   

Ток, проходящий через анодный дроссель:



Для нахождения индуктивности дросселя возьмем производную по времени:





Отсюда:

5. 
   Расчет конденсаторных батарей
   

Необходимая суммарная емкость:



По начальным параметрам напряжения и частоты выбираем конденсатор ЭЭВК-1,6-2,4 УЗ.ТЗ со следующими параметрами:

С = 14.25 мкФ;

Q_ном = 550 кВАр;

Количество ветвей для параллельного подключения конденсаторов:



Необходимо выполнение условия







Рис. 3 Фактическая схема параллельного АИТ

2. 
   Последовательно-параллельный АИТ
   

Рис.4 Принципиальная схема последовательно-параллельного АИТ

1. 
   Расчет дополнительных данных
   

Так как питание АИТ осуществляется через 3-фазный мостовой

выпрямитель, найдем напряжение нагрузки по следующей формуле:



Остальные параметры ( остаются прежними. Строим векторную диаграмму.

2. 
   Векторная диаграмма
   

Найдем данные из векторной диаграммы:
Рис. 5 Векторная диаграмма последовательно-параллельного АИТ

3. 
   Выбор тиристоров
   

Для выбора тиристора необходимо рассчитать длительно протекающий прямой ток:

Был выбран тиристор ТБ143-500 со следующими характеристиками:

UDRM(URRM),В	UTM, В	ITAV, А	(di/dt)доп,А/мкс	tq, мкс
1000-2400	2.5	500	1000	32

4. 
   Расчет анодного дросселя
   

Ток, проходящий через анодный дроссель:



Для нахождения индуктивности дросселя возьмем производную по времени:





Отсюда:

5. 
   Расчет конденсаторных батарей
   

Необходимые суммарные емкости:

1. 
   Компенсирующая конденсаторная батарея
   

По параметрам напряжения и частоты выбираем конденсатор ЭЭВК-1,6-2,4 УЗ.ТЗ со следующими параметрами:

С = 14.25 мкФ;

Q_ном = 550 кВАр;

Количество ветвей для параллельного подключения конденсаторов:



Необходимо выполнение условия

2. 
   Входная конденсаторная батарея
   

По параметрам напряжения и частоты выбираем конденсатор ЭЭВК-2-2.4 УЗ.ТЭ со следующими параметрами:

С = 9.10 мкФ;

Q_n = 550 кВАр;

Количество ветвей для параллельного подключения конденсаторов:



Необходимо выполнение условия







Рис.6.Фактическая схема последовательно-параллельного АИТ

3. 
   Параллельно-последовательный АИТ
   

Рис.7 Принципиальная схема параллельно-последовательного АИТ

1. 
   Расчет дополнительных данных
   

Так как питание АИТ осуществляется через 3-фазный мостовой выпрямитель, найдем напряжение нагрузки по следующей формуле:



Остальные параметры ( остаются прежними. Строим векторную диаграмму.

2. 
   Векторная диаграмма
   

Рис. 8 Векторная диаграмма параллельно-последовательного АИТ

Найдем данные из векторной диаграммы:

3. 
   Выбор тиристоров
   

Для выбора тиристора необходимо рассчитать длительно протекающий прямой ток:



Был выбран тиристор ТБ143-630 со следующими характеристиками:

UDRM(URRM),В	UTM, В	ITAV, А	(di/dt)доп,А/мкс	tq, мкс
1000-2400	2	630	1000	32

4. 
   Расчет анодного дросселя
   

Ток, проходящий через анодный дроссель:



Для нахождения индуктивности дросселя возьмем производную по времени:





Отсюда:

5. 
   Расчет конденсаторных батарей
   

Необходимые суммарные емкости:

1. 
   Коммутирующая конденсаторная батарея
   

По параметрам напряжения и частоты выбираем конденсатор ЭЭВК-1,6-2,4 УЗ.ТЗ со следующими параметрами:

С = 14.25 мкФ;

Q_n = 550 кВАр;

Количество ветвей для параллельного подключения конденсаторов:



Необходимо выполнение условия

2. 
   Проходная конденсаторная батарея
   

По параметрам напряжения и частоты выбираем конденсатор ЭЭВК-1,6-2,4 УЗ.ТЗ со следующими параметрами:

С = 14.25 мкФ;

Q_n = 550 кВАр;

Количество ветвей для параллельного подключения конденсаторов:



Н
еобходимо выполнение условия






Рис.9 Фактическая схема параллельно-последовательного АИТ

4. 
   Сравнение схем по технико-экономическим показателям.
   

Тиристоры – параллельный АИТ самый дешевый (5100 руб/шт), а последовательно-параллельный АИТ самый дорогой.

Анодные дроссели – параллельный АИТ самый требовательный к величине индуктивности (3 нГн).

Конденсаторные батареи – Параллельно-последовательный АИТ содержит наибольшее количество конденсаторов (56 шт).

Список использованной литературы

1) Забродин Ю. С. «Промышленная электроника»

2) Томашевский Д. Н. «Автономные инверторы»