Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Вентили КР.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.4 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

(НУИ) в г. Златоусте

Факультет «Машиностроительный»

Кафедра «ЭАПП»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Вентильные преобразователи переменного и постоянного тока»

Вариант 6

Выполнил:

студент группы ФТТ-333

_________/Гаффаров А.С/

«__10__»___05___2014 г.

Проверил:

преподаватель

_________/Сергеев Ю.С./

«___»__________2014_г.

Работа выполнена с

оценкой _______________

Златоуст

2014

АННОТАЦИЯ

Гаффаров А.С. Вентильные преобразователи

постоянного и переменного тока. – Златоуст:

ЮУрГУ, ФТТ – 333; 2014, 39 с., библиограф.

список – 4 наименования.

В данном курсовом проекте спроектирован однокомплектный рекуперирующий тиристорный преобразователь, работающий на якорь электродвигателя постоянного тока, предназначенного для привода подъемного механизма. По ходу проекта были рассчитаны и выбраны: силовой трансформатор, вентильная часть преобразователя, сглаживающий реактор. При помощи ЭЦВМ произведен расчет внешних, регулировочных, ограничительных и энергетических характеристик ведомого однокомплектного преобразователя, а также приведены их графические зависимости. Построены временные диаграммы токов и напряжений. Построена принципиальная электрическая схема. Дана оценка соответствия разработанного преобразователя требованиям задания.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ЗАДАНИЕ 5

2 ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА 8

2.1 Расчет параметров и выбор силового трансформатора 8

2.2 Проверка выбранного трансформатора 10

3 ВЫБОР ТИРИСТОРОВ 13

3.1 Предварительный выбор тиристоров 13

3.2 Проверка тиристоров по нагреву 15

4 ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ И ПРОВЕРКА ТИРИСТОРОВ НА ТОКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 17

5 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР СГЛАЖИВАЮЩЕГО РЕАКТОРА 20

6 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНИХ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 23

7 ПОСТРОЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ДИАГРАММ 36

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 38

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 39

ВВЕДЕНИЕ

Вентильные преобразователи широко применяются для преобразования энергии, вырабатываемой и передаваемой в виде переменного напряжения промышленной частоты 50 Гц в электрическую энергию другого вида в постоянный ток или переменный ток с нестандартной или изменяемой частотой. Почти половина энергии в нашей стране потребляется в преобразованном виде, прежде всего в виде постоянного тока. Электропривод постоянного тока, в том числе тяговый электропривод, мощные электротермические и электротехнологические установки – это наиболее энергоемкие потребители постоянного тока. Для их питания ток промышленной частоты преобразуется в постоянный ток с помощью выпрямителей.

Таким образом, значительное число потребителей электроэнергии большой мощности подключается к промышленной сети с помощью вентильных преобразователей. Вентильные преобразователи являются в настоящие время самыми распространенными потребителями электрической энергии.

Однако применение вентильных преобразователей вызывает ряд проблем связанных с тем, что они являются нелинейной нагрузки сети, и их работа сильно влияет на режим сети и качество электрической энергии.

Цель курсовой работы – закрепление и систематизация знаний в области важного раздела промышленной электроники – преобразовательной техники, путём самостоятельного решения комплексной задачи проектирования однокомплектного рекуперирующего тиристорного преобразователя, для электропривода постоянного тока. Спроектированный реверсивный преобразователь должен удовлетворять всем условиям задания.

1 Задание

Спроектировать однокомплектный реверсивный тиристорный преобразователь, работающий на якорь двигателя постоянного тока, предназначенного для привода подъемного механизма. Механизм производит подъем груза и его спуск; при подъеме преобразователь работает в выпрямительном режиме, обеспечивая разгон двигателя и его вращение с требуемой частотой; торможение при подъеме осуществляется при запертом преобразователе за счет массы груза; при спуске двигатель разгоняется под действием массы груза (якорь вращается в другую сторону, двигатель переходит в генераторный режим, а преобразователь – в инверторный); после разгона двигателя до требуемой частоты вращения преобразователь в инверторном режиме пропускает заданный ток; торможение осуществляется резким увеличением инвертируемого тока.

Таким образом, преобразователь работает в режиме повторно-кратковременной нагрузки. График нагрузки представлен на рисунке 1.

Рисунок 1– График нагрузки для однокомплектного преобразователя

где IПВ, IПИ – токи перегрузки в выпрямительном и инверторном режимах;

IУВ, IУИ – установившиеся токи в выпрямительном и инверторном режимах;

tПВ, tПИ – длительности перегрузок в выпрямительном и инверторном режимах;

tУВ, tУИ – длительности установившихся нагрузок выпрямительном и инверторном режимах;

tЦ – время цикла;

t0 – время паузы в нагрузке.

Таблица 1 – Исходные данные

Тип двигателя

Д 818

Номинальная мощность двигателя PН, кВт

185

Номинальное напряжение двигателя UН, В

440

Время цикла tЦ, с

45

Время перегрузки tП, с

2,0

Время установившейся нагрузки tУ, с

11

Время паузы между выпрямительным и инверторным режимом t0, с

7

Номинальный ток двигателя IН, А

460

Отношение тока перегрузки к номинальному току двигателя IП/IН

2,0

Отношение установившегося тока к номинальному току двигателя IУ/IН

1,1

Активное сопротивление якоря rЯ, Ом

0,0293

Индуктивность якоря двигателя LЯ, мГн

6,29

Частота вращения n, об/мин

440

Для упрощения расчётов принято:

IПВ=IПИ=IП; IУВ=IУИ=IУ.

tПВ=tПИ=tП; tУВ=tУИ=tУ.

Токи IП ,IУ заданы относительно номинального тока двигателя IН.

Опорное напряжение в системе управления косинусоидальное.

Перегрузки при разгоне (пуске) и торможении предусмотрены для ускорения этих процессов.

Проектирование преобразователя выполнить при следующих технических условиях:

а) Номинальное линейное напряжение сети UСН = 380 В;

б) Колебания напряжения сети ± 10%;

в) номинальное напряжение на двигателе должно быть обеспечено при установившемся токе нагрузки IУ и допустимых колебаниях напряжения сети;

г) схема выпрямления – трёхфазная мостовая;

д) коэффициент пульсаций тока q при токе установившейся нагрузки IУ не более 2%;

е) температура окружающей среды Tа = +40° C; охлаждение воздушное (естественное и принудительное);

ж) амплитуда опорного напряжения в системе импульсно-фазового управления 10 В.