151652 (Розрахунок параметрів і вибір елементів тиристорних електроприводів постійного струму), страница 3

, (8.1)

де

- номінальна активна потужність ТП:

P = U₁*I₁*cos₁ , (8.2)

- номінальна повна потужність ТП:

, (8.3)

Кут зсуву ₁ першої гармоніки струму по відношенню до напруги можна прийняти рівним:

₁ , (8.4)

де - кут комутації.

= arccos(cos+cos₀-1)- , (8.5)

де ₀- кут комутації при = 0.

Значення кута може бути знайдено за рівнянням:

. (8.6)

Знаходимо кут :

(1- )=20,6.

За регулювальною характеристикою (рисунок 7.1) визначаємо кут , що відповідає номінальній напрузі:

=37,5 . (8.7)

Знаходимо кут комутації :

= arccos(cos37,5+ cos20,6-1)- 37,5 =5,6.

Знаходимо кут зсуву ₁ першої гармоніки струму по відношенню до напруги :

₁ =37,5+ = 40,3.

Знаходимо коефіцієнт потужності ТП :

cos(40,3)=0,76 .

9. Розрахунок та побудова зовнішньої характеристики тиристорного перетворювача

Зовнішня характеристика ТП – це залежність напруги на перетворювачі від струму навантаження .Зовнішні характеристики будуються для чотирьох значень кута регулювання:

, , , .

Рівняння зовнішньої характеристики для трифазної нульової схеми:

, (9.1)

де – еквівалентний активний опір фази силового трансформатора, віднесений до вторинної обмотки, U₂ = 2,4 В – пряме падіння напруги на тиристорі.

Знаходимо приведений до вторинної обмотки активний опір первинної обмотки :

, (9.2)

де K=1 – для нульової схеми; m = 3 – число фаз трансформатора.

Знаходимо активний опір дроселя :

Ом . (9.3)

Знаходимо еквівалентний активний опір фази силового трансформатора, віднесений до вторинної обмотки :

, (9.4)

Ом.

Будуємо зовнішні характеристики перетворювача для кутів регулювання: , , ,

Таблиця 9.1 – Дані для побудови зовнішньої характеристики

Рисунок 9.1 – Зовнішні характеристики ТП

Середнє значення напруги Ud у ТП знижується за рахунок комутаційних процесів, що відбуваються в ньому. В результаті впливу анодної індуктивності струм з вентиля на вентиль переходить не миттєво, а на інтервалі, обумовленому кутом комутації. Струм проводять одночасно два тиристори однієї групи (анодної чи катодний) і в цьому інтервалі потенціал анода чи катода знижується.

10. Розрахунок апаратури захисту

Для захисту тиристорів від струмів короткого замикання широко використовують швидкодіючі плавкі запобігачі, підключені послідовно з тиристорами. Можно приняти :

І_пр І_vср І_пр 29,91 А ,

де І_пр – номінальний струм плавкої вставки;

І_vср – діючий струм тиристора при номінальному навантаженні.

Запобігачі вибираю на напругу U_пр , яка не нижче за номінальну напругу ТП:

U_пр U_d0 , U_пр 137,5 В.

З довідника [4] обираю запобігачі типу ПР-2 (U_пр~220-440 В, І_ном=30 А): Захист від перенапруження та зовнішних коротких замикань здіснюється швидкодіючими автоматичними вимикачами, які можна встановити:

- в якірне коло двигуна;

- в анодних колах спрямовувача;

- на виході змінної напруги ТП.

Автоматичні вимикачі обираються таким чином:

На боці змінного струму розцеплювача автомату струм повинен бути не нижче діючого струму кола:

(10.1)

де К_Н – коефіцієнт розбігання характеристик розцеплювачів (К_Н = 1,2);

К_СХ – коефіцієнт схеми, визначений у [1] (К_СХ = 0,577);

К_Ф – коефіцієнт форми струму ( = 1,05 1,1), приймаємо = 1,1.

І_нрасц 1,2*0,577*1,1*29,91 = 22,78 А .

При встановленні автоматичного вимикача в коло постійного струму, струм розцеплювача автомату визначається за співвідношенням:

І_нрасц К_Н І_d , І_нрасц 1,2*29,91 = 35,892 А.

Струм спрацьовування електромагнітного розцеплювача повинен бути нижче за струм, що проходить через перетворювач при КЗ, але вище за максимальний робочій струм:

І_устем К_Н І_dтах , (10.2)

де І_dтах – максимальне значення струму ТП в робочому режимі (2,5 І_d).

І_устем 1,22,529,91 = 89,73 А.

За даними розрахунків з довідника [4] обираю автоматичні вимикачі серії AE 1031, які мають наступні параметри:

І_нрасц=40 А;

І_устем=90 А.

Висновки

Результатом виконання даного курсового проекту є розроблення тиристорного перетворювача змінного струму у постійний. Тиристорний перетворювач використовується для живлення двигуна постійного струму 2ПН112МУХЛ4, обраного згідно з початковими даними.

Під час розрахунку я закріпив та розширив свої знання у галузі перетворювачів. Для розрахунку була взята, згідно з завданням, трифазна нульова схема, яка є найбільш розповсюдженою.

З двох існуючих засобів керування тиристорними групами – спільного та роздільного – у курсовому проекті наданий роздільний. При роздільному керуванні імпульси, що відмикають, подаються на тиристори тільки тієї групи, що у даний момент бере участь у роботі. При такому керуванні зрівняльних струмів не виникає, але система виходить з невисокою швидкодією. Незважаючи на це, системи з роздільним керуванням застосовуються частіше, ніж системи зі спільним керуванням.

Перелік використаної літератури

1. Методичні вказівки до курсової роботи "Розрахунок параметрів і вибір елементів тиристорних електроприводів постійного струму" / Шумяцький В.М., Светличний А.В., Кузьмін О.В. - Донецьк, ДонНТУ, 2002.

2. Справочник по електрическим машинам: в 2 т. / под общ. ред. И.И. Копылова и В.К. Клокова, т.1 - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.

3. Стандарт ДонГТУ "Структура и правила оформления документов по всем видам учебной работы" / Сафьянц С.М., Иванов А.И., Кравцов В.В., Кондрацкий В.Л. – ДонГТУ. – 1999.

4. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных устроиств: под ред. Я.М.Большама, - М.: Энергия, 1974. – 728 с.

5. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник / О.Г. Чебовский, Л.К. Моисеев, Р.П. Недошивен. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 400 с.

6. Гуревич Б.М., Иваненко М.С. – Справочник по электроники для молодого рабочего. – М.: Вышая школа, 1983. – 272 с.

7. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1978. - 224 с.