Вход

Силовые преобразовательные устройства

Реферат по технологиям
Дата добавления: 13 октября 2010
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 801 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу








Контрольная работа


Силовые преобразовательные устройства


ЗАДАНИЕ 1


Рассчитать и выбрать вентили в схеме регулирования напряжения нагревателей электропечи. Напряжение сети Uф=220В, потребляемый ток Iн. В режиме разогрева номинальный ток потребляется при половине напряжения на нагревателях. Схема преобразователя приведена на рисунке.

Вентили выбрать для номинального режима и проверить по потере мощности, по нагреву. Данные к заданию №1 приведены в таблице 1.


Таблица 1

Мощность нагрев. установки, Рн, кВт

Напряжение нагрев. установки, Uф, В

25

127


Определяем ток нагрузки:

Средний ток фазы :

Средний ток вентиля

Максимальное напряжение, приложенное к вентилю равно амплитуде линейного:

Предельный ток вентилей при естественном охлаждении:

Выбираем вентиль: Т10-50. предельный ток - IПР = 50 А , повторяющееся напряжение UП = 400-1000 В, прямое падение напряжения UПР = 1,76 В, тепловое сопротивление Rt – 0,9 0C/Вт.

Ток через вентиль в течении первой полуволны Потери мощности в вентиле Температура структуры вентиля

Температура расчетная 70о С не выше допустимой. Кремниевые теристоры могут работать при температуре 120 – 140ОС.


ЗАДАНИЕ 2


Рассчитать индуктивность дросселя, установленного в цепи преобразователя электродвигателя при некотором значении минимального тока – Imin, действующем значении напряжения - Uп. Питание цепей выполняется от сети с частотой 50 Гц через трансформатор. Число фаз выпрямителя m=3. Постоянный коэффициент С =0,1-0,25 для компенсированных машин, С= 0,5-0,6 для некомпенсированных машин. Данные к расчету в таблицах.


№ Вар

Номинальная скорость NНОМ,

Об/мин

Мощность, РНОМ. кВт

Номинальный ток, IНОМ, А

Сопротивление якоря RЯ,Ом

Сопротивление обмотки возбуж

дения

rВ, Ом

Ток обмотки возбуждения

IВ, А

Номинальное напряжение, В

5

600

23

120

0,845

62

2,55

400


Мощность тр-ра, SНТ, кВА

Напряжение сетевой обмотки,В

Напряжение вен

тильной обмотки,

В

Напряжение корот

кого замыкания тр-ра, UК%

29,1

500

410

5,2


Полная индуктивность якорной цепи


Гн


где В - напряжение пульсаций

m=6, =314 с-1

Индуктивность якоря Гн

С=0,1-0,25 для компенсированных машин

С=0,5-0,6 для некомпенсированных машин

р-число пар полюсов

n – cкорость, об/мин

Расчетная индуктивность трансформатора, приведенная к цепи постоянного тока



где а=1 для нулевых схем

а=2 для мостовых схем

Хтр– индуктивное сопротивление фазы трансформатора



Индуктивность дросселя


Гн


ЗАДАНИЕ 3


Построить регулировочную и внешнюю характеристики преобразователя. Напряжение короткого замыкания сетевого трансформатора UK%, преобразователь - тиристорный постоянного тока. Граничный угол регулирования - - зависит от схемы выпрямления. Данные для расчета в таблице.


Напряжение короткого замыкания тр-ра UK%

Cхема выпрямления

6,5

Трехфазная нулевая



Где А- коэффициент наклона внешней характеристики

А=0,5 для трехфазных схем

А=0,35 для однофазных схем

UК% - напряжение короткого замыкания,

UК%=8 для трансформаторов типа ТСЗП и ТСЗ

Преобразователь работает на индуктивную нагрузку и непрерывный ток в области 0  60.

Для построения характеристики задаваться значениями =0 600, для удобства построения расчеты в таблицу.

Рассчитываем данные, согласно заданного варианта.

Для =0 , =0



Для =0 , =0,5



Для =0 , =1,0



Аналогично находим данные для =300 и 600 ,при =0; 0,5; 1,0.

Результат вычисления заносим в таблицу.



0

1

0,9

0,5

0,5

0,98

0,88

0,48

1,0

0,97

0,87

0,47


Строим по найденным данным внешнюю характеристику.



Регулировочная характеристика:



Где р – число пульсаций за период Т = /m = /1 = 

p=2·m=2·3 = 6, для простых симметричных схем, m-число фаз выпрямителя

 - граничный угол регулирования , индуктивность цепи принимаем. Для построения характеристики заполняем таблицу , задаваясь значениями 0.


 0

0

20

30

40

60

80

90

100

120

1

1,09

1,1

1,4

1,9

1,4

1,2

0,8

0,3


Строим по найденным данным регулировочную характеристику.



ЗАДАНИЕ 4


Рассчитать потери мощности заданного преобразователя

Данные: ТСП-63/0,7 УХЛ Вентильная Преобразователь: Uс = 660В, обмотка: Диод кремнеевый-2шт Sн.т = 58кВА, U = 205В U = 230В Рх х = 330Вт, I = 164А I = 200А Рк.з = 1900Вт Uк% = 5,5 Iх.х% = 6

Мощность потерь выпрямителя:


Рd = Рв + Рт + Рф + Рв.с


Потери в вентиле при протекании прямого тока:


Рв = nв*Uпр*Iв.ср = 2*0,5*0,039 =0,039Вт


nв =2, кол-во вентилей, по которым одновременно протекает ток в плече моста Uпр = (0-1,2В) – падение напряжения


Iв.ср. = Iср/2 = 0,039; Iср = Iнагр/1,11=0,088/1,11 = 0,079А


Потери в трансформаторе:

Потери в электрических фильтрах:


Рф = I2d*rдр=2002*1,2=48Вт

rдр=U/I=230/200=1,2Ом

Рвс = (0,5-1,5) Рd = 0,5*46=23Вт

Рd = 0,039+ +48+23 = Вт


ЗАДАНИЕ 5


Рассчитать и выбрать тиристоры в цепи якоря двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Выбрать трансформатор для преобразователя в цепи двигателя. Uн = 220В. Напряжение выпрямителя


Udo = 1,15*Uн = 1,15*220 = 253В


В схеме оборудования установим отсечки, формирующие экскаваторную характеристику с током упора.


Iупор. = 1,8*Iн = 1,8*120 = 216А


Принимаем ток нагрузки:


Id = Iупор = 216А


Средний ток вентиля:


Iв.ср = Id/3 = 216/3 = 72А


Максимальное обратное напряжение:


Uобр.макс = 1,045*Udo = 1,045*253 = 264,4В


Прямое максимальное напряжение:


Uпрям.макс. = 6*U2ф * sin = 6*220*1 = 538,9В


Выбираю вентиль: ТЛ-200; Iпр = 250А; Uп = 400-1000В; Uпр = 0,85;


Rt = 0,180С/Вт.


Выбранный вентиль проверяем:


Iв = 0,577*Id = 0,577*250 = 144,3А


Потери мощности в тиристоре:


Рв = Iв*Uпр = 144,3*0,85=122,6Вт


Температура структуры вентиля:


в = Рв* Rt +окр = 122,6*0,18+25 = 470С<1250С,


Выбранный вентиль проходит по условиям проверки

Трансформатор выбираем по типовой мощности и вторичному напряжению.


Sт = 1,05*Рd = 1,05*253*216 = 57,38кВА

U2ф= 0,427*Udo = 0,427*253 = 108В

I2ф = 0,817*Id = 0,817*216 = 176,5А

Кт = U1ф/U2ф = 253/108,03 = 2,3


Ток первичной обмотки трансформатора:


I1 = 0,817*(Id/Кт) = 0,817*(216/2,3) = 75,4А


Выбираю трансформатор: ТСЗР-63/0,5-68


ЗАДАНИЕ 6


Инверторный режим нереверсивного преобразователя, статические характеристики, диаграммы.

Инвертирование – это процесс преобразования постоянного тока в переменный. В преобразовательных установках инверторный режим очень часто чередуется с выпрямительным, например, в электроприводах постоянного тока. В двигательном режиме преобразовательная установка выполняет функции выпрямителя, передавая мощность двигателю постоянного тока. При переходе электродвигателя в генераторный режим (движение под уклон, спуск груза, торможение и т.д.) преобразователь работает в инверторном режиме, отдавая энергию генерируемую машиной постоянного тока, в сеть переменного тока. Таким образом, при инвертировании источник постоянного напряжения работает как генератор электрической энергии, характеризующийся тем, что направление его ЭДС и тока совпадают, а нагрузка переменного тока – как потребитель, у которого направления ЭДС и тока встречные.

Преобразователи частоты – это устройства, преобразующие переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты.

В промышленных электроприводах постоянного тока эффективное и вместе с тем наиболее экономичное торможение двигателя может быть достигнуто переводом двигателя в генераторный режим, при этом преобразователь выполняет функцию инвертора и поток мощности, изменив направление, проходит от машины постоянного тока в сеть переменного напряжения.

Принципиальная схема преобразователя, допускающего двухстороннее обращение потока мощности в вентильном электроприводе постоянного тока, приведена на рисунке. Питание вентиля осуществляется через две трехфазные группы обмоток, соединенных в зигзаг. Выходы от преобразователей присоединены к внешним зажимам машины противоположными полюсами. При такой перекрестной схеме система сеточного управления одного из преобразователей настраивается на работу его в качестве выпрямителя, питающего двигатель, а у другого – на работу его в качестве инвертора, ведомого сетью. Последний обеспечивает режим генераторного торможения.

Сопряжение углов  и  определяющих положение внешних характеристик, производится, исходя из равенства средних значений напряжения на выпрямителе и инверторе при таком минимальном значении постоянного тока, ниже которого кривая выпрямленного тока становится прерывистой. При таком сопряжении углов  и  не только обеспечивается плавный переход от выпрямительного режима к инверторному, но и приемлемая величина циркуляционного тока, протекающего по замкнутым контурам анодных ветвей выпрямителя и инвертора.

При уменьшении тока двигателя, при снятии нагрузки скорость вращения двигателя возрастет, при минимуме тока преобразователь переходит в инверторный режим. В приводе появляется при этом тормозной момент. Для получения минимального времени торможения угол опережения  инвертора постепенно увеличивается по мере снижения скорости генератора.

Движение рабочей точки в режиме форсированного торможения проходит по зигзагообразной кривой (левая часть рисунка), включающей пунктирные и промежуточные участки и участки инверторных характеристик.

При выполнении преобразователя по перекрестной схеме возможно изменение направления вращения (реверс). При этом изменяется настройка углов управления: в инверторе от углов  совершается переход на углы . А в выпрямителе углы  заменяются углами .


ЛИТЕРАТУРА


  1. Преображенский В.И., Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергоатомиздат. 1986

  2. Промышленная электроника. Каганов И.Л., М. «Высшая школа», 1988.

  3. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. Под редакцией Круповича В.И., Барыбина Ю.Г., Самовера М.Л. Издание третье. М.: Энергоатомиздат. 1982.

  4. Беркович Е.И., Ковалев В.Н, Ковалев Ф.И. и др.Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергия, 1978.


© Рефератбанк, 2002 - 2017