ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра “Электроснабжение железных дорог”
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
по дисциплине “Электронная техника и преобразователи” на тему:
“Проектирование тягового полупроводникового преобразователя”
Выполнил студент
группы ЭС-604 Дрозд А.Н.
Руководитель Шатнев О.И.
Нормоконтроль Шатнев О.И.
Санкт-Петербург, 2009 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ………………………………………………………………………………………….3
1. обоснование схемы выпрямления…..……………………………….….………….5
2. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЯ, ТОКОВ И МОЩНОСТИ. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРА………9
3. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ………………………………………………13
4. РАЗРАБОТКА СОЕДИНЕНИЯ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ…...16
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕШНих и регулировочных ХАРАКТЕРИСТИК…………….21
6.исследование коммутации и гармонический анализ выпрямленного напряжения и первичного линейного тока...............................................................24
7. исследование коэффициента мощности……………………………………….26
8.исследование потерь энергии, кпд и температурного режима преобразователя…………………………………………………………………..……………28
Заключение……………………………………………………………………………………..33
Библиографический список……………………………………………………………..34
Приложение:
ВВЕДЕНИЕ
Целью курсового проекта является закрепление теории преобразования электрического тока и приобретение навыков проектирования преобразователей тяговых подстанций электрических железных дорог, метрополитенов и городского электротранспорта, освоение методов исследования характеристик и энергетических показателей полупроводниковых преобразователей.
В данном курсовом проекте, производится расчет преобразовательного агрегата, предназначенного для установки на тяговых подстанциях железных дорог. Преобразователь собран по шестипульсовой схеме преобразования и состоит из преобразовательного трансформатора и трехфазного мостового выпрямителя.
Мостовая схема обладает рядом достоинств, по сравнению с нулевой схемой с уравнительным реактором. Прежде всего у мостовой схемы более высокий коэффициент использования мощности трансформатора – 0,95 против 0,8. Конструкция трансформатора значительно упрощается, так как отпадает необходимость в двух вторичных обмотках. Отпадает необходимость и в самом уравнительном реакторе. Установленная мощность полупроводниковых приборов в обеих схемах одинакова, также во всех шестипульсовых схемах одинаков угол коммутации.
В данное время шестипульсовые мостовые выпрямители уже не удовлетворяют современным требованиям по уровню пульсаций выпрямленного напряжения и по уровню высших гармонических составляющих в кривой потребляемого тока. Этим требованиям в большей мере удовлетворяют двенадцатипульсовые выпрямители, которым и отдается предпочтение при разработке новых преобразователей. Эти выпрямители имеют также более пологую внешнюю характеристику, меньший угол коммутации, более высокие экономические показатели.
В системах электроснабжения железных дорог, метрополитена, и городского электротранспорта, несмотря на это, достаточно широко распространены шестипульсовые мостовые выпрямители.
В данном курсовом проекте производится проектирование и расчет полупроводникового преобразовательного агрегата, предназначенного для установки на тяговых подстанциях метрополитена. Проектирование производится на основе следующих исходных данных:
Udном = 3300 В – номинальное значение выпрямленного напряжения;
Idном = 1000 А – номинальное значение выпрямленного тока;
U1л = 35 кВ – номинальное значение напряжения питающей сети;
- схема соединения обмоток преобразовательного
трансформатора;
выпрямитель управляемый – вид преобразователя по функциональным свойствам;
умеренный климат, внутренняя установка – климатическое исполнение, установка.
Параметры преобразовательного трансформатора ТМП-6300/35 ИУ 1:
напряжение короткого замыкания
;
потери в режиме холостого хода
;
потери в режиме короткого
замыкания
.