Задание

По индивидуальному заданию спроектировать преобразователь средней мощности.

Исходные данные

1. Uc = 6 Kb - напряжение питающей сети.

2. ΔUc = ±5% - колебания напряжения питающей сети

3. Uh — 270 В - номинальное значение выпрямленного напряжения на нагрузке

4. Iн = 300 А - номинальное значение выпрямленного тока в нагрузке

5. Кп = 1,6 - кратность кратковременной технологической перегрузки.

6. t_кп = 60 мсек - длительность кратковременной технологической перегрузки

7. Кп" = 1,1 - кратность длительной технологической перегрузки.

8. tкп' = 14 сек - продолжительность действия длительной технологической перегрузки

9. q = 8% - коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке

10. Характер нагрузки:

О.В.- обмотка возбуждения двигателя

11) Режим работы:

В- выпрямительный , И- инверторный

12. Способ управления преобразователем: Раздельное управление

13. Система защиты

Внут. К.З. - внутренние короткие замыкания. К.З. на=1 - короткие замыкания па стороне постоянного тока.

Ком.. в VS и VD - коммутационные перенапряжения в вентилях.

Ком..на~1 - коммутационные перенапряжения со стороне переменного тока.

14. θс = 37 °С - температура окружающей среды .

15. ή - коэффициент полезного действия установки

16. χ - коэффициент мощности установки .

Проектирование преобразователя.

1. Разработка принципиальной схемы.

1.1. Выбор и обоснование схемы соединения вентилей

Разрабатываемый преобразователь, является преобразователем средней мощности: 81 кВт, допустимый коэффициент пульсации выпрямленного напряжения по основной гармонике составляет q = 8%, следовательно, целесообразно взять трехфазную мостовую схему. Достоинством данной схемы является то, что при таком способе соединения вентилей отсутствует поток вынужденного подмагничивания в магнитопроводе трансформатора, что улучшает массогабаритные показатели установки.

1.2. Способы защит от аварийных токов и перенапряжений

Защиту вентилей от внутренних и внешних КЗ буду осуществлять автоматическими выключателями переменного либо постоянного тока. Защиту от внутренних коротких замыканий осуществляем включением последовательно с тиристорами плавких предохранителей. Кроме токовых, в систему защит входят защиты от коммутационных перенапряжений. Коммутационные перенапряжения в вентилях буду устранять включением параллельных R-C цепей. Коммутационные перенапряжения на стороне переменного тока включением R-C цепей перед выпрямителем треугольником.

1.3. Необходимость применения сглаживающих дросселей

В данной схеме есть необходимость применения реактора для уменьшения зоны прерывистою тока. Остальные реакторы в данной схеме, применять нет никакой необходимости.

На основании выше изложенного строим принципиальную схему преобразователя. Принципиальная схема преобразователя приведена на рис. 1.

Рис.1 Принципиальная схема преобразователя

2. Расчет параметров и выбор схем

2.1. Основные соотношения, характеризующие трёхфазную мостовую схему.

Iа= 1/3 *Iн=1/3* 300= 100 А (2.1.1), [2,с.41]

U2=0,427 • Uh= 0,427 • 270 = 115,29 В (2.1.2), [2,с.41]

I2- 0,817*Iн = 0,817*300 = 245,1 А (2.1.3), [2,с.41]

Рн = Uh*Ih = 240*500 = 120000 ВТ =120 КВТ (2.1.4), [2.c.41]

St= 1,05* Рн= 1,05*120000=85050 кВА (2.1.5), [2,с.41]

где

Iа - средний ток протекающий через вентиль;

U2 - действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора;

I2 - действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора;

Рн - мощность передаваемая в нагрузку;

St - типовая мощность трансформатора