Преобразовательная техника

СОДЕРЖАНИЕ

1. Область применения заданной схемы ВП, назначение её элементов, исходные данные 3
2. Расчёт параметров и выбор преобразовательного трансформатора 6
3. Расчёт параметров и выбор силовых вентилей ВП 9
4. Расчёт параметров и выбор уравнительных реакторов 11
5. Расчёт параметров и выбор сглаживающего реактора 12
6. Расчёт и выбор элементов защиты вентильного преобразователя 13
6.1 Защита от аварийных токов 13
6.2 Защита от перенапряжений 14
7. Расчёт внешних и электромеханических характеристик привода 17
7.1 Внешние характеристики ВП 17
7.2 Электромеханические характеристики привода 19
8. Расчёт ограничительной характеристики ВП, определение минимального угла инвертирования при 21
9. Расчёт регулировочных характеристик ВП при холостом ходе (Id=0) и номинальной нагрузке (Id=Iдн) 22
10. Расчёт относительных значений полной, активной, реактивной мощностей, мощности искажения и коэффициента мощности при номинальной нагрузке 23
11. Расчёт зависимости к.п.д. преобразователя от угловой скорости вала двигателя при токах якоря 25

Вывод 27
Список литературы 28
Приложение 1 29
Приложение 2

Современные регулируемые электроприводы обычно содержат в своем составе управляемые вентильные преобразователи (ВП), необходимые для преобразования и регулирования потока электрической энергии, передаваемой от питающей сети к электродвигателю.
Они могут работать в выпрямительном и инверторном режимах в зависимости от режима работы нагрузки. В выпрямительном режиме преобразователь преобразует энергию сети переменного тока в энергию постоянного тока, подводимую к нагрузке. В инверторном режиме преобразователь преобразует энергию постоянного тока из нагрузки в энергию переменного тока, подаваемую в сеть. Отпирание тиристоров вентильного преобразователя происходит в момент подачи на их управляющие электроды импульсов управления, генерируемых СИФУ. Отпирание очередного тиристора в общем случае производится со сдвигом на угол управления α по отношению к точке естественной коммутации.
Для питания якорных цепей и обмоток возбуждения двигателей постоянного тока применяются ВП, которые по конфигурации силовой схемы различаются на нулевые и мостовые, а по числу фаз источника питания – на однофазные и трехфазные. Однофазная мостовая и трехфазная нулевая схемы в силу неравномерной загрузки сети и увеличенной расчетной мощности трансформатора, соответственно, находят применение в электроприводах малой (до 10 кВт) мощности. В промышленных электроприводах средней (от 10 до 2000 кВт) и большой (более 2000 кВт) мощности применяется трехфазная мостовая схема ВП и другие схемы на ее основе.
Реверсивные ВП в отличие от нереверсивных содержат, как правило, два нереверсивных преобразователя, либо реверсор в цепи якоря. Преобразователи с реверсором применяются в станочном электроприводе малой мощности.
Наибольшее распространение получили двухкомплектные ВП со встречно-параллельным соединением вентильных групп, выполненных по трехфазной мостовой схеме. Они имеют простой двух обмоточный трансформатор, с минимальной, в сравнении с другими схемами, расчетной мощностью. Кроме того, такие ВП могут питаться непосредственно от трехфазной сети через линейные токоограничивающие реакторы, а также позволяют унифицировать конструкцию реверсивных и нереверсивных преобразователей.
Наряду со встречно-параллельными применяются перекрестные схемы ВП, которые имеют только один контур уравнительного тока, а также меньшую мощность и массу уравнительных реакторов. Разновидностью перекрестных ВП является Н-схема с одним уравнительным реактором.
Реверсивные ВП с двумя комплектами вентилей могут работать в режимах раздельного и совместного управления. Раздельное управление применяют в случаях, когда по условиям работы привода допустима пауза в управлении им длительностью 5…10 мс, необходимая для выключения тиристоров выходящей из работы тиристорной группы. Это позволяет обойтись без уравнительных реакторов, необходимых для ограничения уравнительных токов в режиме совместного управления, и уменьшить потери энергии в ВП, что особенно важно для мощных электроприводов.

Исходные данные

Тип силовой схемы – трёхфазная нулевая перекрёстная. Преобразователь реверсивный с совместным управлением. Обмотки силового трансформатора соединены в схему «треугольник – двойная звезда».

Электродвигатель постоянного тока типа 2ПН112:
- номинальная мощность двигателя 1800 Вт;
- номинальное напряжение якоря двигателя 220 В;
- номинальная скорость двигателя 1000 об/мин;
- номинальный КПД 64,5 ;
- число пар полюсов 2 .

Параметры питающей сети:
- Номинальное линейное напряжение сети 380 В;
- число фаз сети 3 ;
- частота питающей сети 50 Гц;
- отклонение напряжения сети 0,1 .

Дополнительные параметры преобразователя:
- допустимая величина уравнительного тока 0,1 ;
- допустимое относительное действующее значение основной гармоники входного
тока преобразователя 0,05 ;
- длительность 100% токовой перегрузки 1 с .