Задание

Для заданной схемы выпрямительно-инверторного преобразователя в соответствии с исходными данными необходимо:

1. Рассчитать проектные параметры преобразовательного трансформатора и выбрать стандартный трансформатор.

2. Определить количество параллельно и последовательно включенных вентилей в вентильном плече выпрямителя и инвертора.

3. Выбрать и рассчитать устройства выравнивания тока между параллельно включенными вентилями и шунтирующие цепочки для выравнивания обратного напряжения между последовательно включенными вентилями.

4. Рассчитать и построить внешнюю характеристику выпрямителя и временные диаграммы напряжений и токов выпрямителя для заданного угла регулирования  и рассчитанного угла коммутации вентильных токов .

5. Рассчитать и построить естественную внешнюю и ограничительную характеристики инвертора.

6. Построить искусственную горизонтальную внешнюю характеристику инвертора на уровне напряжения холостого хода выпрямителя.

7. Определить предельно допустимый ток инвертора при работе по естественной и искусственной внешним характеристикам.

8. Рассчитать зависимость коэффициента мощности  от тока преобразователя в выпрямительном и инверторном режимах.

Оформление курсовой работы

Курсовая работа состоит из расчетной и графической частей.

Расчетная часть оформляется на одной стороне листа формата А4. Материал располагается в такой последовательности: титульный лист, задание (исходные данные), содержание, введение, основная часть расчетов с необходимыми рисунками, список использованных источников.

Графическая часть содержит следующие рисунки: схему рассчитываемого преобразователя, схему одного плеча выпрямителя с устройствами выравнивания тока и напряжения между вентилями, временные диаграммы токов и напряжений в выпрямителе, графики внешней характеристики выпрямителя и входных характеристик инвертора, графики зависимости коэффициентов мощности выпрямителя и инвертора от тока. Рисунки выполняются в графическом редакторе или на миллиметровой бумаге формата А4.

Все разделы пояснительной записки должны иметь название и нумероваться арабскими цифрами (1, 2, 3 и т.д.). Подразделы также должны иметь название и нумероваться в пределах каждого раздела двумя цифрами (1.1, 1.2, …, 4.1 и т.д.).

Рисунки и таблицы должны иметь сквозную нумерацию и располагаться сразу после ссылки на них в тексте пояснительной записки на следующей отдельной странице и иметь название, например: рис. 1. Схема преобразователя.

Отмеченные при проверке преподавателем ошибки должны быть исправлены аккуратно на обратной стороне предыдущего листа.

Схемы проектируемых выпрямительно-инверторных агрегатов

Р

ДН

ис. 1, а. Выпрямительно-инверторный агрегат по схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором» и общей тиристорной группой

Рис. 1, б. Выпрямительно-инверторный агрегат по мостовой схеме

1. Расчет проектных параметров преобразовательного трансформатора

Расчет проектных параметров производится для номинального выпрямленного тока I_dН при номинальном напряжении в питающей сети U_1Л.

Схема, поясняющая порядок расчета, представлена на рис. 2.

Рис. 2. Порядок расчета проектных параметров преобразовательного трансформатора

Используя исходные данные, для выпрямительного режима рассчитывают:

1.1. Напряжение холостого хода выпрямителя

,

где: А – коэффициент схемы, для шестипульсовых схем преобразователей А = 0,5;

u_К=u_КТ+u_КС – напряжение короткого замыкания, %;

u_КТ – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

u_КС – напряжение короткого замыкания питающей сети, %.

Для предварительного расчета следует принять u_КС = 0,5 u_КТ, т.е. u_К = 1,5 u_КТ.

1.2. Расчетную мощность выпрямителя .

1.3. Действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора

U_2В=U_d0/1,17 для схемы две обратные звезды с уравнительным реактором;

U_2В=U_d0/2,34 для мостовой схемы.

1.4. Действующее значение тока вторичной обмотки

для схемы две обратные звезды с уравнительным реактором;

для мостовой схемы.

1.5. Номинальную расчетную мощность вторичной обмотки

S_2В=6U_2ВI_2В для схемы две обратные звезды с уравнительным реактором;

S_2В=3U_2ВI_2В для мостовой схемы.

1.6. Действующее значение фазного напряжения на сетевой (первичной) обмотке трансформатора

.

1.7. Коэффициент трансформации в режиме выпрямителя .

1.8. Действующее значение тока сетевой обмотки:

для схемы две обратные звезды с уравнительным реактором;

для мостовой схемы.

1.9. Номинальную мощность сетевой обмотки

S_1В=3U_1ФI_1В.

1.10. Типовую мощность трансформатора

S_Т=1,26Р_d0 для схемы две обратные звезды с уравнительным реактором;

S_Т=1,05Р_d0 для мостовой схемы.

По рассчитанной типовой мощности S_Т необходимо выбрать ближайшее большее стандартное значение мощности трансформатора из ряда (100; 125; 160; 250; 400; 630; 800)10ⁿ кВА, где n=0; 1; 2,…

В выпрямительном и инверторном режиме номинальная мощность трансформатора одинакова (S_1В = S_1И = S_1Н). Это выполняется, если номинальный ток инвертора меньше номинального тока выпрямителя. Поэтому для инверторного режима рассчитывается:

1.11. Номинальный ток инверторного режима .

1.12. Действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора U_2И=U_2ВК_И.

1.13. Ток вторичной обмотки

для схемы две обратные звезды с уравнительным реактором;

для мостовой схемы.

1.14. Коэффициент трансформации .

1.15. Ток первичной обмотки:

для схемы две обратные звезды с уравнительным реактором; для мостовой схемы.