Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1. Расчет параметров элементов колебательного контура и рабочей частоты регулирования 6

1.1. Емкость коммутирующего конденсатора 6

1.2. Число параллельных цепей конденсаторов выбранного типа 8

1.3. Минимальная емкость коммутирующего конденсатора 8

1.4. Максимальная емкость коммутирующего конденсатора 9

1.5. Индуктивность коммутирующего дросселя 9

1.6. Максимальная длительность коммутационного интервала 11

1.7. Максимальная длительность процесса перезаряда коммутирующего конденсатора 12

1.8. Рабочая частота регулирования 12

2. Расчет группового соединения полупроводниковых приборов 14

2.1. Число последовательно соединенных тиристоров в группе, выполняющей функции VS1 14

2.2. Число последовательно соединенных тиристоров в группе, выполняющей функции VS2 15

2.3. Число последовательно соединенных диодов в группе, выполняющей функции VD1 16

2.4. Число последовательно соединенных диодов в группе, выполняющей функции VD2 17

2.5. Наибольшее среднее значение тока VS1 17

2.6. Наибольшее среднее значение тока VS2 18

2.7. Наибольшее среднее значение тока VD1 18

2.8. Наибольшее среднее значение тока VD2 19

2.9. Число параллельных ветвей в группе тиристоров, выполняющих функции VS1 19

2.10. Минимальный предельный ток тиристоров, выполняющих функции VS2 20

2.11. Число параллельных ветвей в группе диодов, выполняющих функции VD2 21

2.12 Минимальный предельный ток диодов, выполняющих функции VD1 21

2.13 Выбор квалификационной группы тиристоров по критической скорости нарастания прямого напряжения 22

3. Расчет параметров защитных элементов преобразователя 23

3.1. Сопротивление шунтирующих резисторов для группы тиристоров, выполняющих функции VS1 23

3.2. Сопротивление шунтирующих резисторов для группы тиристоров, выполняющих функции VS2 24

3.3. Емкость шунтирующих конденсаторов для группы тиристоров, выполняющих функции VS1 24

3.4. Емкость шунтирующих конденсаторов для группы тиристоров, выполняющих функции VS2 25

3.5. Индуктивность дросселя, включенного последовательно с группой тиристоров, выполняющих функции VS1 25

3.6 Индуктивность дросселя, включенного последовательно с группой тиристоров, выполняющих функции VS2 27

3.7 Параметры , S, lcp дросселя насыщения, включенного последовательно с группой тиристоров, выполняющих функции VS1 27

3.8 Параметры , S, lcp дросселя насыщения, включенного последовательно с группой тиристоров, выполняющих функции VS2 31

3.9 Принципиальные схемы групп полупроводниковых приборов, выполняющих функции VS1, VS2, VD1, VD2, с защитными элементами 32

4. Расчет параметров входного фильтра и индуктивности цепи нагрузки 33

4.1. Упрощенная схема системы импульсного регулирования напряжения 33

4.2. Емкость входного фильтра 33

4.3. Индуктивность входного фильтра 34

4.4. Собственная частота входного фильтра с учетом индуктивности контактной сети и при необходимости, корректировка емкости фильтра 35

4.5. Индуктивность цепи нагрузки преобразователя 35

5. Силовая схема преобразователя и временные диаграммы 37

Введение

Упрощенная схема, показывающая принцип работы системы импульсного регулирования напряжения на тяговом двигателе, приведена на рис.1. На этой схеме тиристорный преобразователь условно показан в виде контакта К.

Цепь нагрузки преобразователя содержит сглаживающий реактор (дроссель Lн) и тяговый двигатель, параллельно которым включен диод VD. Для уменьшения пульсаций магнитного потока обмотка возбуждения зашунтирована резистором Rш.

При замыкании ключа на нагрузку подается напряжение источника питания Uф и ток нагрузки iн начинает возрастать. Ток iн изменяется постепенно, так как при его возрастании в цепи нагрузки появляется ЭДС самоиндукции еLH, направленная встречно напряжению источника питания.

Диод VD закрыт. При размыкании ключа К ток iн уменьшается, полярность ЭДС самоиндукции меняет знак и становится прямой для диода VD. Диод открывается и через него начинает протекать ток нагрузки iн под действием разности ЭДС eLH и Е, возникающей в двигателе при его вращении. При очередном замыкании ключа к диоду VD прикладывается обратное напряжение и он закрывается, двигатель получает питание от источника.

Регулировать среднее значение напряжения на нагрузке Uн можно либо за счет изменения длительности импульса (широтное регулирование), либо за счет частоты следования импульсов (частотное регулирование)

Ток, потребляемый от контактной сети, имеет импульсный характер, что недопустимо. Для сглаживания пульсаций применяются входные фильтры. Фильтр содержит дроссель Lф и конденсатор Сф.

Разработано много схем тиристорных преобразователей. В большинстве схем для отключения главного тиристора, соединяющего цепь нагрузки с источником питания, используется коммутирующий конденсатор, который подключен параллельно главному тиристору при помощи вспомогательного тиристора. Для получения полярности напряжения на конденсаторе, требуемой для запирания главного тиристора, конденсатор сначала заряжается от источника питания, а затем перезаряжается с помощью колебательного LC контура.

В схеме преобразователя, приведенной на рис.2., главным является тиристор VS1, вспомогательным - тиристор VS2. Временные диаграммы токов и напряжений приведены на рис.9. При построении диаграмм и при выводе расчетных соотношений приняты следующие допущения:

• напряжение на открытом диоде и тиристоре равно нулю;

• пульсации тока нагрузки равны нулю;

• пульсации напряжения источника питания равны нулю;

• активное сопротивление всех элементов схемы равно нулю;

• ток удержания тиристоров равен нулю.

Работа преобразователя начинается с тиристора VS2. При этом конденсатор С заряжается от источника U через открытый VS2, сглаживающий дроссель

Lн и двигатель. Полярность напряжения на С показана на рис.2, без скобок. При Uc = U ток заряда ic снижается до нуля и тиристор VS2 закрывается.

При включении тиристора VS1 напряжение источника U подается на нагрузку и одновременно собирается колебательный контур, содержащий заряженный конденсатор С, открытый VS1, дроссель L и диод VD1. Конденсатор С перезаряжается и полярность на нем становится как на рис.2. в скобках.

Перезаряженный конденсатор используется для выключения тиристора VS1. Для этого включается тиристор VS2 и напряжение конденсатора С оказывается приложенным к тиристору VS1 в обратном направлении. Тиристор VS1 закрывается, а напряжение на выходе преобразователя скачком увеличивается до U+kз. V. Одновременно начинается процесс заряда конденсатора от источника U током ic = iн.

1. Расчет параметров элементов колебательного контура и рабочей частоты регулирования

1.1. Емкость коммутирующего конденсатора

Емкость коммутирующего конденсатора рассчитывается из условия tв = tc. По таблице 2.1. из [1] находим, что tв = 16 мкс, при группе по tв = 7 из условия.

Емкость коммутирующего конденсатора влияет на схемное время tc, в течение которого к тиристору VS1 прикладывается обратное напряжение. Величина tc должна быть не менее времени выключения тиристора tв.

В соответствии с формулой (1. 19) из [1] tc tc будет

минимальным при сочетании минимального напряжения питания Umin и

максимального тока нагрузки Iнmax. Из этого условия, а также из условия iв= ic получаем:

где С - емкость коммутирующего конденсатора, Ф;

кз - коэффициент затухания. У существующих импульсных преобразователей равен 0,7 - 0,8;

tв - время выключения тиристора VS1.

От емкости коммутирующего конденсатора зависит также скорость нарастания прямого напряжения на тиристоре VS1, которая не должна превышать критическую.

С учетом формулы (1.18) из [1] получаем:

Принимаем по таблице 3.1. из [1] значение критической скорости нарастания прямого напряжения для каждой нормируемой по этому параметру группы. Принимаем группу 2 и соответствующую ей скорость, равную 50 В/мкс, так как чем меньше скорость нарастания, тем меньше рабочая частота регулирования. Действительно, чем ниже группа и, соответственно, ниже скорость нарастания, тем выше емкость коммутирующего конденсатора и тем выше индуктивность коммутирующего дросселя. Чем выше обе эти величины, тем выше максимальная длительность процесса перезаряда конденсатора tn, а соответственно ниже рабочая частота регулирования.

Большее из полученных по формулам (1.1) и (1.2) значений принимаем за С.

С = 7,2.10-6 Ф.

1.2. Число параллельных цепей конденсаторов выбранного типа

Для расчета в курсовом проекте выбран конденсатор типа РСТ-2-2.12-У2 с номинальной амплитудой знакопеременного напряжения Uн = 2000 В, номинальном емкостью Сн = 2,12 мкФ и номинальной частотой fн = 800 Гц.

Так как Uн < Umах < 2. Uн, то конденсаторы соединяются по два последовательно, а для получения требуемой емкости С несколько таких цепей включаются параллельно. Число параллельных цепей конденсаторов:

где С - емкость, рассчитанная по формуле (1.1) и (1.2);

mc - число последовательно соединенных конденсаторов в каждой параллельной цепи, mc = 2;

1,3 - коэффициент, учитывающий возможное уменьшение емкости конденсаторов при минимальной рабочей температуре минус 50° С.

Рассчитанное по формуле (1.3) значение округляется до ближайшего большего целого.

1.3. Минимальная емкость коммутирующего конденсатора

При минимальной рабочей температуре минус 50°С минимальная емкость коммутирующею конденсатора может быть получена из формулы (1.3):

С = Сmin используется при расчете максимальной скорости нарастания напряжения по формуле (2.4) из [I].

1.4. Максимальная емкость коммутирующего конденсатора

При положительной рабочей температуре емкость конденсаторов может превышать номинальную на 10%. В результате фактическое значение емкости может лежать в пределах от Сmin до Cmax.

По формуле (2.11) из [1] имеем:

C = Сmax используется при расчетах индуктивности коммутирующего дросселя по формуле (2.3) из [1] и рабочей частоты по формуле (2.7) из [I].

1.5. Индуктивность коммутирующего дросселя

По формуле (2.3) из [I] имеем:

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы