задачи. Трехфазный трансформатор, работающий на мостовой выпрямитель с дуговой нагрузкой
 Скачать 96.52 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева Курсовая работа Тема: «Трехфазный трансформатор, работающий на мостовой выпрямитель с дуговой нагрузкой Выполнил: студент факультета АВШ. группы А17-ЭТУз(Т) Арсеньев Роман Александрович Проверил: Преподаватель проектирования электротехнологических установок Плехов Александр Сергеевич Нижний Новгород 2020 Трехфазный трансформатор, работающий на мостовой выпрямитель с дуговой нагрузкой. Задача: рассчитать параметры трехфазного трансформатора, работающего в схеме мостового выпрямителя с дуговой нагрузкой. [1,2]. В задании выполняют расчет параметров трехфазного печного трансформатора Тр, трехфазного выпрямителя В на тиристорах VS, реактора Р(L) для стабилизации горения электрической дуги (АВ- автоматический выключатель; СР - сглаживающий реактор) (рис.1.1).  Рисунок 1.1. Схема выпрямителя Мостовая схема. Действующее значение фазного напряжения вторичных обмоток трансформатора  (1.1)где: Ud = 530 В - среднее значение выпрямленного напряжения (при а = 0, заданная величина); K = 2,34 - коэффициент схемы. Минимальное выпрямленное напряжение  (1.2)где: а- угол управления, эл. град. (заданная величина). Действующее значение линейного напряжения вторичных обмоток трансформатора  (1.3)Максимальное прямое напряжение на вентиле  =829 В (1.4)Максимальное обратное напряжение на вентиле  (1.5)Максимальное значение тока вентиля  (1.6)где: Id - среднее значение выпрямленного тока (заданная величина). Среднее значение тока вентиля  (1.7)Действующее значение тока вентиля  (1.8)Далее производят выбор тиристора из справочника. Если действующее значение тока вентиля превышает ток тиристора из справочника, то в «плечо» включают несколько вентилей в параллель. Коэффициент трансформации трансформатора  (1.9)где:  - действующее значение фазного напряжения первичной обмотки трансформатора(380 В; 10 кВ ; 35 кВ ; заданная величина)Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора  (1.10)Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора  (1.11)Расчетное значение полной мощности первичной обмотки трансформатора  (1.12)Расчетное значение полной мощности вторичной обмотки трансформатора  (1.13)Полная мощность трансформатора  (1.14)По справочнику выбираем тип трансформатора мощностью Sн = 400 кВ * А; схема соединений обмоток «звезда-звезда»; мощность потерь в стали ∆  = 0,9 кВт; мощность потерь при коротком замыкании ∆ = 5,5 кВт; ток холостого хода  (%) = 2,1; напряжение короткого замыкания Uk (%) = 5 ; коэффициент мощности в режиме нагрузки cos φ>2н = 0,8 при β = 0,5 Составляется схема замещения фазы А приведенного трансформатора (рис. 1.2).Рис. 1.2. Схема замещения фазы А приведенного трансформатора Ток холостого хода  (1.15)Полное сопротивление намагничивающей ветви  (1.16)Активное сопротивление намагничивающей ветви, обусловленное потерями в стали  (1.17)Сопротивление взаимной индукции, обусловленное основным магнитным потоком  (1.18)Параметры обмоток трансформатора (согласно заданному значению напряжения и потерь мощности ∆ при коротком замыкании):- полное сопротивление обмоток  (1.19)где:  (1.20) - активное сопротивление  (1.21)- реактивное сопротивление  (1.22)При равенстве активных потерь, числа витков, их средних длин и потоков рассеяния, сопротивления первичной и вторичной обмоток приведенного трансформатора примерно одинаковы, т.е.:  (1.23) (1.24) (1.25)Приведенный к первичной обмотке вторичный ток  (1.26)К.П.Д трансформатора  (1.27)Угол магнитного запаздывания  (1.28)Коэффициент мощности при холостом ходе cos  (1.29)Расчет индуктивности сглаживающего фильтра  Коэффициенты пульсаций qi напряжений (токов) после выпрямителей имеют значения: Трехфазный трансформатор, работающий на мостовой выпрямитель с дуговой нагрузкой. 2  (1.30)Где  – суммарное активное сопротивление нагрузки; – частота тока основной гармоники; - коэффициент пульсаций тока (заданная величина) после индуктивного фильтра.Коэффициент сглаживания фильтра  (1.31)Однако величины индуктивности Ld недостаточно для обеспечения устойчивого (без обрывов) горения электрической дуги. Для этого приходится рассчитывать дополнительную индуктивность (реактор)  величина которой из опыта может составлять 0,1  0,5 мГн (для печей малой емкости). В процессе плавки наиболее ответственный момент, когда сопротивление нагрузки минимально (минимальное падение напряжения на дуге Ud = 40 + 50 В ):0 08 Ом (1.32)Номинальный режим плавки характеризуется, как правило, напряжением идном = (150 200) В и током на (10 15)% меньшим максимального: Сопротивление дуги в номинальном  (1.33)Тогда:  (1.34)где: t3 = 10 мс - время запаздывания реакции системы автоматического регулирования на возмущение в дуге. Реактор может представлять собой катушку индуктивности из электрического провода или водоохлаждаемой медной трубки, намотанной на один стержень замкнутого магнитопровода (рис. 1.3).  Рисунок 1.3 Схема реактора Допустимая плотность тока для провода не более 2 А/мм2, а для водоохлаждаемой трубки - до 50 А/мм2. Принимаем ток дуги Id с запасом I3d = 700 А, а плотность тока допустимую 30 А/мм2. Тогда допустимое сецение трубки составит  . Выбираем внутренний диаметр трубки dBH= 6 мм. Тогда сечение трубки  Пусть  . Тогда 30м т.е  .Индуктивность однослойной катушки  (1.35)где: w - число витков катушки; д0 = 4 • л • 10-7 Гн/м - магнитная проницаемость; 8 = 3 мм - толщина зазора в сердечнике магнитопровода; Sg = 100-100 мм2 = 0,01 м2 - площадь зазора в магнитопроводе. Отсюда:  При диаметре трубки 10 мм и толщине изоляции 5 мм получим длину однослойной катушки (10 мм + 5 мм) * 9 витков = 15 мм * 9 витков = 135 мм. Добавим сюда два зазора между трубкой и сердечником по 30 мм каждый. Тогда получим длину сердечника под катушкой 1серк = 135 мм + 60 мм = 195 мм  200 мм (по вертикали). По горизонтали длину сердечника примем 250 м. Определим длину магнитного пути  Магнитный поток  , (1.36)Где: F – намагничивающая сила, А;  - магнитное сопротивление сердечника;  - магнитное сопротивление зазора  - магнитная проницаемость материала сердечника (заданная величина)  - сечение сердечника    (1.37) |