2. Вибір орієнтовної елементної бази для схем випробувальних стендів у варіанті зі статичними перетворювачами та їх охолоджувачів.

Проведені дослідження дозволили визначити необхідну потужність (напругу та струм) лінійного генератора та вольтододатної машини для стенду з випробувань тягових електричних двигунів.

Лінійний генератор: Р_лг = 82 кВт, U_лг = 1460 В; I_лг = 82 А.

Вольтододатна машина: Р_вдм = 26,2 кВт, U_вдм = 40 В; I_вдм = 650 А.

Крім того, необхідне плавне регулювання вихідної напруги лінійного генератора та вольтододатної машини.

Аналіз можливих варіантів схем статичних перетворювачів дозволив визначити доцільність використання у пристрої, який виконує функції лінійного генератора (далі лінійний перетворювач), трифазної керованої мостової несиметричної схеми випрямляча.

У пристрої, який виконує функції вольтододатної машини (надалі вольтододатний перетворювач), доцільно використовувати трифазну керовану шестиплечеву схему випрямляча.

В якості елементної бази випрямлячів принципово можливо використання тиристорів GTO, IGBT. Але використання повністю керованих GTO та IGBT, в запропонованих схемах є недоцільним, оскільки в схемах має місце природна комутація вентилів.

Тому, з метою спрощення схеми керування, та підвищення надійності, рекомендується застосовувати тиристори.

Для лінійного перетворювача номінальна фазна напуга вторинної обмотки живлячого трансформатора дорівнює:

U_2лп= = = 618,6 B, (9)

де – коефіцієнт перетворення за напругою, для мостової трифазної схеми = 2,34.

Вентилі перетворювача необхідно обирати за наступними показниками:

середній струм вентиля мостової схеми лінійного перетворювача:

I_Vлп = = =41 А, (10)

зворотна напруга на вентилі лінійного перетворювача:

U_Vmлп = 1.045 · U_лг = 1.045 · 1460 = 1525 В. (11)

Враховуючі необхідність, для підвищення надійності схеми, як мінімум трикратного запасу вентиля по струму та напрузі, є можливим використання тиристорів та діодів наступних типів (табл. 2.1):

Таблиця 2.1

Тип прибору	Струм, А	Клас прибору	Кількість у плечі	Виробник
Тиристори
Т-161-160-16	160	16	3	Росія
Т123-250	250	16	3	«Перетворювач», м. Запоріжжя
5 STP 04D5200	440	52	1	ABB
Діоди
SKNa 102/46	125	46	3	Semikron
5SDA 06D6500	690	50	1	ABB

Для вольтододатного перетворювача помінальна фазна напруга вторинної обмотки живлячого трансформатора дорівнює:

U_2вп= = = 34.18 B, (12)

де – коефіцієнт перетворення за напругою, для мостової трифазної схеми = 1,17.

Вентилі перетворювача необхідно обирати за наступними показниками:

середній струм вентиля мостової схеми лінійного перетворювача:

I_Vвп = = = 108 А, (13)

зворотна напруга на вентилі лінійного перетворювача:

U_Vmвп = 2.09 · U_вдм = 1,045 · 40 = 83.6 В. (14)

Враховуючі необхідність, для підвищення надійності схеми, як мінімум трикратного запасу вентиля по струму та напрузі, є можливим використання тиристорів та діодів наступних типів (табл. 2.2):

Таблиця 2.2

Тип прибору	Струм, А	Клас прибору	Кількість у плечі	Виробник
Тиристори
Т171-320	320	6	1	«Перетворювач», м. Запоріжжя
5 STP 10Т1600	969	16	1	ABB
Діоди
SKТ 300/08Е	350	8	1	Semikron
5SDA 10D2303	1140	23	1	ABB

За моєю думкою, при розробці принципових схем стендів, найбільш доцільним є використання тиристорів типу 5 STP 04D5200 (лінійний перетворювач) та тиристорів типу 5SDA 10D2303 (вольтододатний перетворювач ); діодів типу 5SDA 06D6500 (лінійний перетворювач), оскільки це даст можливість спростити схему та конструкцію лінійного та вольтододатного перетворювачів, зменшити габарити та підвищити їх надійність.

Передбачається, що трансформатор живлення є спеціального виготовлення, оскільки технологія проведення випробувань є специфічною.

Електророзподільна апаратура (контактори та ін.) типова з електромагнітним та електропневматичним приводом.

Передбачається використання релейно-контакторної системи керування стендами з окремими елементами збору та обробки інформації за допомогою ПЕОМ. Для цього доцільно використовувати плату збору інформації ADA-1406 (виробник HOLIT Data System, Украина), датчики струму (типу LA 55-P у колі лінійного перетворювача; типу LT 2005-T у колі вольтододатного перетворювача) та напруги (типу LV 100-3000 у колі лінійного перетворювача; типу CV 3-500 у колі вольтододатного перетворювача) фірми Lem (Швейцария).

Принципова схема після модернізації та специфікація до неї зображено на рис (2.1) та табл.(2.3): Рис. 2.1

Табл. 2.3

Умов. позна- чення	Назва прибору	Кіл	Примітка
А1,А2, А3	Блок керування трифазним тиристорним регулятором А1056.01.00 ПКБ ЦТ МПС.	3
М1,М2	Випробувальні електродвигуни	2
М5,М6	Двигун вентилятора 4А100S2У3 Р=2кВт	2
М3,М4	Двигун вентилятора 4А200L2У3 Р=45кВт
KY1,KY2	Реверсор ППК-8063У3	2	900В,1000А, Uк=110В
КМ1,КМ2	Пускач ПМЛ2100 0*4А, 220В, ТУ УЗ.11-05814256-097-97	2
КМ3	Контактор КТ6033БУ3, 220В, 2э. и 2р. ОСТ16 0.524.001-72	1	250А
КМ4	Контактор КТ6053БУ3, 220В, 2э. и 2р. ОСТ16 0.524.001-72	1	680А
КМ5	Контактор КПВ605У3, 680А, 220В, переднє приєднання, 2э. и 2р. ТУ16-524.032-75	1
РА1	Вольтамперметр М2044 кл.0,2 ТУ25-7514.106-86, Шунт 75ШСМ 1,5кА ТУ25-04.463-78	1
РА2	Кілоамперметр М367 (0-1,5)кА, кл.1,5 ТУ25-041068-78Е, Шунт 75ШСМ 1,5кА ТУ25-04.453-78	1
РА3	Амперметр М367 (0-200)А, кл.1,5 ТУ25-04.1068-78Е	1

Продовження таблиці 2.3

РV1	Вольтметр М367 (0-150)В, кл.1,5 ТУ25-04.1068-78Е	1
QF2,QF3	Вимикач АЕ2544М-10У2, 380В, 50Гц, 4А, ТУ16-522.143	2
QF4	Вимикач А3796НУ3, стационарний, 380В, 50Гц, 680А ТУ УЗ.11-14060141-095-98	1
QF5,QF7	Вимикач АЕ2026-10Н-00УЗ-А, 660В, 50Гц, 4А, ТУ16-522.064-82	2
QF6	Вимикач А3796НУ3, стационарний, 380В, 50Гц, 400А ТУ УЗ.11-14060141-095-98	1
R2,R5	Резистор ППБ-15Г, 330Ом, ОЖО. 468.512 ТУ	2
R3,R6	Резистор МЛТ-1-51Ом-А ГОСТ7113-77	2
R1,R4	Резистор СПЗ-16г 0.125-1кОм-А ОЖО.468.351ТУ	2
R7	Блок резисторів Б8У2 ИРАК.434332.004-06, -440В, ~660В, 102А, 0.58Ом, ПВ 100% ТУ16-527.287-82	2
Т2	Трансформатор силовий високовольтний	1
Т3	Трансформатор силовий низковольтний	1
VS1-VS6	Тиристор 5STP 10T1600 Охолоджувач О243	6
VD5	Діод 5SDA 10D2303 Охолоджувач О243	1
VS7-VS9	Тиристор 5STP 04D5200 Охолоджувач О243	3
VD6-VD9	Діод 5SDA 06D5007 Охолоджувач О243	4
XS1,XS2	Колонка для випробування двигунів Э530 6679.00.00	2