Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Кафедра электротехники и электротехнологии

Курсовая работа

«Шестиканальная синхронная система управления нестабилизированным и стабилизированным трехфазным двухполупериодным тиристорным выпрямителем»

Выполнил студент группы 3025

Баймуратов И.З.

Проверил преподаватель

Смородинов В.В.

Санкт-Петербург

2012

Оглавление.

1. Введение……………………………………………………………………………………..3

2. Принципиальная электрическая схема, временные диаграммы и основные расчетные соотношения, поясняющие работу трехфазного двухполупериодного тиристорного выпрямителя………………………………………………………………………………………...4

3. Функциональная схема шестиканальной синхронной системы управления………………………………………………………………………………………….10

4. Синхронизирующий трансформатор, пассивный и активный фильтры……………………………………………………………………………………………..13

5. Формирователь разрядных импульсов и генератор пилообразного напряжения………………………………………………………………………………………....18

6. Компаратор и формирователь длительности импульсов………………………………..24

7. Датчик тока нагрузки трехфазного двухполупериодного тиристорного выпрямителя………………………………………………………………………………………..27

8. Пороговый элемент защиты и устройство пуска системы управления………………...30

9. Функциональная схема управления стабилизированного выпрямителя……………….34

10. Список литературы………………………………………………………………………....39

Введение.

Тиристорные выпрямители широко используются в различных отраслях промышленности, в частности, для формирования частоты вращения двигателей постоянного тока, в установках для воздушно-плазменной резки, в установках для ручной дуговой, полуавтоматической и автоматической сварки, в установках для испытания электрических аппаратов и изоляционных материалов. Преимущественно применяются трехфазные двухполупериодные тиристорные выпрямители, схемы с уравнительным реактором, и для мощных установок, с мощностями более 1000 кВт “двенадцатипульсные” схемы тиристорных выпрямителей. Для управления такими выпрямителями используются многоканальные синхронные системы управления. А качестве тиристоров – низкочастотные тиристоры, например Т 123-100 (100 А; 2400÷3200 В), Т 123-500 (500 А; 400÷800 В), Т 123-500 (500 А; 1800÷2800 В), Т 193-3200 (3700 А;16÷2400 В) или лавинные тиристоры ТЛ 371-250 (250 А; 600÷1200 В). Значение пороговых напряжений у таких тиристоров составляет ≈ (0,8÷1,4), а динамические сопротивления – (0,2÷1,2)∙10^-3 Ом, отпирающий постоянный ток управления (0,2÷0,5) А; отпирающее постоянное напряжение управления – (2,5÷3) В.

Вариант задания курсовой работы №1.

1. Принципиальная электрическая схема, временные диаграммы и основные расчетные соотношения, поясняющие работу трехфазного двухполупериодного тиристорного выпрямителя.

1. Теоретическая часть

Принципиальная электрическая схема трехфазного двухполупериодного выпрямителя приведена на рис.1.1

Рис. 1.1. Принципиальная электрическая схема трехфазного двухполупериодного тиристорного выпрямителя

При изложении принципа работы выпрямителя и построении временных диаграмм, поясняющих его работу, применяем следующие допущения: силовой согласующий трансформатор Т1 и тиристоры V1 ÷V6 являются идеальными элементами без потерь; ток, протекающий через сглаживающие дроссели L_1.1 и L_1.2 , являются полностью сглаженными, содержит только постоянную составляющую тока. Тиристоры V1, V3, V5 – тиристоры катодной группы (катоды тиристоров соединены). Из тиристоров катодной группы проводит ток тот тиристор, который анодом подключен к фазе (a,b,c), имеющей в данный момент времени наибольшее положительное напряжение, и на который подан импульс управления. Два других тиристора катодной группы будут закрыты, так как к ним будет приложено отрицательное напряжение. Тиристоры V2, V4, V6 – тиристоры анодной группы (аноды тиристоров соединены). Из тиристоров анодной группы будет проводить ток тот тиристор. Который катодом подключен к фазе (a,b,c), имеющей в данный момент времени наибольшее отрицательное напряжение, и на который подан импульс управления. Два других тиристора анодной группы будут закрыты, так как к ним будет приложено отрицательное напряжение.

Временные диаграммы, поясняющие работу выпрямителя, при принятых допущениях приведены на рис.1.2.

Рис.1.2. Временные диаграммы, поясняющие работу трехфазного двухполупериодного выпрямителя

Для упрощения пояснения принципа работы выпрямителя на рис. 1 введена пунктирная линия, которая преобразует трехфазный двухполупериодный выпрямитель в два, работающих независимо друг от друга, трехфазных двухполупериодных выпрямителя на тиристорах V1, V3, V5 и на тиристорах V2, V4, V6.

Для интервала одновременной проводимости, например, тиристоров V1 и V4 первого и второго выпрямителей при принятых допущениях справедливы следующие уравнения:

(1)

(2)

(3)

(4)

На рис. 1.2 показан порядок следования управляющих импульсов и очередность работы тиристоров V1÷V6.

В реальном трехфазном двухполупериодном выпрямителе пунктирная линия отсутствует, и при принятых допущениях на каждом временном интервале ток проводят всегда два тиристора, один из катодной группы, другой из анодной группы, а напряжение на входе выпрямителя , несмотря на то, что при углах управления тиристорами выпрямителя , напряжение между точками M и N (см. рис. 1.1 и рис. 1.2) становиться отрицательным, ток через нагрузку все же протекает за счет энергии, запасенной в сглаживающих дросселях и .