151652 (Розрахунок параметрів і вибір елементів тиристорних електроприводів постійного струму), страница 2

– максимальна випрямлена напруга ТП.

В .

Розрахунок лінійної напруги :

. (3.2)

Розрахункове значення струму вторинної обмотки трансформатора:

А , (3.3)

де - коефіцієнт схеми, який характеризує відношення струмів (К_СХ =0,577);

- коефіцієнт, що враховує відхилення форми струму вентилів від прямокутника, =1,05;

- номінальний випрямлений струм перетворювача, приймається рівним номінальному струму якоря двигуна .

Коефіцієнт трансформації трансформатора:

. (3.4)

Діюче значення струму первинної обмотки дорівнює:

А . (3.5)

Розрахункова потужність трансформатора:

, (3.6)

де - коефіцієнт схеми, який характеризує співвідношення потужностей.

.

Складаємо таблицю специфікації за отриманими даними.

Таблиця 3.1 – Специфікація трансформатора для ТП

Трансформатор не є необхідним элементом для живлення тиристорного перетворювача, у випадку, якщо напруга мережі і выпрямлена напруга близько співвідносяться один з одним. У цьому випадку підключення тиристорного перетворювача до живильної мережі виробляється через струмообмежувальний реактор.

Якщо потрібного трансформатора не вдалося підібрати серед серійно виготовлених, то підготувати придатний трансформатор не важко на базі серійного, якщо перемотати витки на його вторинній обмотці.

Напівпровідниковий перетворювач з трансформатором має значні габарити і масу, а також високу вартість.

4. Розрахунок параметрів та вибір тиристорів

Середнє значення струму тиристора з урахуванням умов охолоджування:

А , (4.1)

де Кі - коефіцієнт співвідношення струму, визначений залежно від застосованої схеми. Кі=0,333;

- коефіцієнт , який враховує інтенсивність охолоджування силового вентиля. (К_ОХ = 0,333 – природне охолодження, тому що I_dн < 100 A).

Максимальна зворотна напруга:

В , (4.2)

де - коефіцієнт співвідношення напруг, визначений залежно від застосованої схеми. ( =2,09).

Вибір тиристорів проводиться з урахуванням середнього значення струму через тиристор, максимального значення зворотної напруги та умов охолодження.

Використовуючи довідникову літературу [6] вибрали тиристор Т-15-32-4.

Максимальна зворотна напругаU_Vmax=400В;

Імпульсна напруга при відкритому положенніdU=2,4 В;

Максимально допустимий струм при відкритому положенні I=32 А.

5. Вибір системи керування. Складання функціональної схеми ЛПП

Принцип роздільного керування полягає в тому, що відкриваючі імпульси подаються тільки на одну групу, яка знаходиться в роботі, при цьому інша вентильна група (ВГ) закрита. У такому випадку відсутня необхідність у зрівняльних реакторах, що знижує масогабаритні показники ТП. Система керування ТП містить систему імпульсно-фазового керування (СІФК1 і СІФК2), що подає керуючі імпульси на тиристори вентильних груп (ВГ1 і ВГ2) у визначений момент. Логічне перемикаюче пристрій виконує наступні функції:

1. Вибір групи для роботи в залежності від знака керуючої напруги - різниці напруги, що задає, і напруги зворотного зв'язку;

2. Заборона відкривання непрацюючої групи при наявності струму в працюючій групі;

3. Заборона зняття відкриваючих імпульсів із працюючої групи при протіканні по ній струму;

4. Забезпечення тимчасової паузи перед включенням групи, що вступає в роботу.

Інформацію про наявність струму в працюючій групі дає датчик нульового струму (ДНС). Датчик керування (ДК) видає сигнал , якщо для ВК1. І , якщо для ВК2.

У даному випадку - сигнали наявності струму; - сигнали заборони на відкривання ВК1 і ВК2.

Схему ЛПП можна представити у виді, зазначеному на рисунку 5.1.

Алгоритм роботи даного ЛПП описується структурними формулами:

(5.1)

Рисунок 5.1 – Схема ЛПП реверсивного ТП

Відповідно з (5.1) сигнал y₁ подається на СІФК1, якщо x₂=1 або x₂=0 i x₁=0, але x₀=1. Аналогічно y₂=0, якщо x₁=1 або x₁=x₂=0, але x₀=0.

Як видно із системи, схема реалізується тільки за допомогою елементів І і АБО–НІ, що є одними з найпростіших і дешевих.

Таблиця 5.1 - Таблиця дійсності ЛПП

6. Розрахунок параметрів дроселя, що згладжує

Розрахунок проводиться за умов забезпечення безперервного струму в діапазоні регулювання =( 0...35⁰ )- для нульової схеми.

Режим переривчастих струмів – це такий режим, при котрому між інтервалами провідності вентилів мають мiсце безструмові паузи. Дросель, що згладжує, за рахунок енергії запасеної в ньому, підтримує струм безперервним та згладжуває криву струму.

Індуктивний опір вторинної обмотки трансформатора:

Ом , (6.1)

де - напруга короткого замикання (3 7 % номінального).

Індуктивність однієї фази трансформатора:

мГн . (6.2)

Необхідна індуктивність для якірного кола: Розрахунок проводиться за умов забезпечення безперервного струму в діапазоні регулювання від = 0 до _гр при струмі навантаження 0,1 . Для забезпечення режиму безперервного струму в діапазоні напруг, близьких до номінальних, значення приймається 35 для нульової схеми. Необхідна індуктивність для якірного кола системи ТП–Д визначається формулою:

мГн , (6.3)

де - коефіцієнт , визначений згідно графіком залежності від кута , де р=3 - число пульсацій випрямленої напруги для нульової схеми ( =0,2).

Необхідна величина індуктивності дроселя, що згладжує:

мГн . (6.4)

7. Розрахунок і побудова регулювальної характеристики тиристорного перетворювача

Регулювальна характеристика визначається схемою випрямлення та режимом роботи перетворювача. Розрізнюють два режими роботи: переривчатий та безперервний. Кут керування, при якому ТП переходить в переривчатий режим роботи, називається межовим. При роботі на активне навантаження межовий кут визначається числом пульсацій випрямляча :

(7.1)

При роботі на активно-індуктивне навантаження межовий кут визначається струмом навантаження та індуктивністю кола.

Для усіх схем випрямлення регулювальна характеристика випрямляча, що працює в безперервному режимі, виражається залежністю:

(7.2)

У режимі переривчатих струмів рівняння регулювальних характеристик для нульової трифазної схеми мають вигляд:

(7.3)

Розраховуємо значення U_d при зміні від 0 до 120. Отримані результати зводимо до таблиці 7.1.

Таблиця 7.1 – Розрахункові значення для побудування регулювальної характеристики

За таблицею 7.1 будуємо регулювальну характеристику

Рисунок 7.1 - Регулювальна характеристика ТП

8. Визначення коефіцієнта потужності ТП

Коефіцієнт потужності ТП необхідно розраховувати для номінального режиму двигуна. У загальному випадку значення коефіцієнту потужності визначається відношенням активної потужності P, що витрачається випрямлячем, до повної потужності S: