Тема 1.2 Системы автоматизированного управления электропривода Практическое занятие № 20 Расчет элементов тиристорного привода

Формируемая) компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику расчета элементов тиристорного привода.

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

Рассчитать параметры силовых элементов тиристорного привода

Краткие теоретические сведения:

Тиристорный преобразователь (ТП) в комплектном электроприводе (КТЭ) выбирается с учетом номинальных тока и напряжения электродвигателя:

- номинальный ток КТЭ соответствует номинальному току его ТП;

- номинальное напряжение КТЭ выбирается в соответствии со шкалой напряжений ТП по величине номинального напряжения на якоре.

Индуктивность сглаживающего дросселя должна удовлетворять следующим условиям:

1. Обеспечение непрерывности выпрямленного тока при минимальной нагрузке выпрямленного тока.

2. Сглаживание пульсаций выпрямленного тока до величины, обеспечивающей нормальную коммутацию двигателя.

Ограничение мгновенного напряжения на якоре двигателя допустимой величиной.

Порядок выполнения работы:

1. Рассчитать и выбрать из каталога тиристорный преобразователь

2. Рассчитать и выбрать из каталога силовой трансформатор

3. Рассчитать и выбрать из каталога сглаживающий дроссель

Исходные данные для расчетов приведены в таблице 34.

Ход работы:

Расчет и выбор тиристорного преобразователя (выпрямителя).

Номинальный ток преобразователя I_dn, А

где λ_ДВ - перегрузочная способность двигателя;

где М_НОМ - номинальный момент двигателя, Нм

λ_П- перегрузочная способность тиристорного преобразователя, λ_П =2

Номинальное напряжение тиристорного преобразователя U_dn, В

По расчетным данным выбирается тиристорный преобразователь серии __________

Расчет мощности и выбор силового трансформатора.

Средневыпрямленное значение напряжения U_do, В

где ΔU_В - падение напряжение в тиристоре, ΔU_В =1В;

а_В - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, а_В =2;

b, C_М, d - расчетные коэффициенты, b = 0,0025, C_М = 0,0052, d =0,0043;

К_С - коэффициент, учитывающий индуктивность сети переменного тока, К_С =1,3..1,5 – для мощных приводов, для маломощных приводов и приводов средней мощности К_С =1,0..1,2;

Δ U_С%- - колебания напряжения в сети, Δ U_С%- = 5%;

U_К%- - напряжение короткого замыкания, U_К% = (5…10)%;

Δ Р_М%- - потери в меди трансформатора, Δ Р_М%- =(1…3)% ;

α _min- угол открывания тиристоров, α _min= (15…35) град;

Е_ДВ- э.д.с. двигателя, В

где R_а – полное сопротивление обмотки якоря, Ом

где _ном – номинальный КПД

Принимается α _min= 20 град,

Расчетная мощность трансформатора S_ТР, кВА

где К_П - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, для трехфазной мостовой схемы К_П =1,045

Вторичное фазное напряжение U_2ф, В

где К_В - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, К_В =2, 34

Вторичное линейное напряжение U_2Л , В

По рассчитанным данным выбирается трансформатор типа _________________

Номинальные данные трансформатора:

S_НОМ =__ кВА, U_1НОМ = ___ В, U_2НОМ = ___ В, I_2НОМ = ___ А, U_К = ____ %,

Расчетные данные трансформатора.

Фазное вторичное номинальное напряжение U_{2ф ном}, В

Коэффициент трансформации К_Т

Фазный первичный ток трансформатора I_{1ф ном}, А

Активное сопротивление фазы трансформатора, приведенное к вторичной обмотке R_ТР, Ом

где ΔР_М - потери в меди, кВт

m_ТР - число фаз трансформатора, m_ТР =3

Индуктивное сопротивление фазы трансформатора, приведенное к вторичной обмотке Х_ТР, Ом

Индуктивность трансформатора L_ТР , мГн

где f - частота сети, Гц

Расчет и выбор сглаживающего дросселя.

Критическая индуктивность, обеспечивающая ликвидацию прерывистых токов L_КР1, мГн

где I_MIN - минимальный ток нагрузки, А

m - число пульсаций выпрямленного тока за период, m =6 (из параметров выбранного ТП);

α - угол регулирования, обеспечивающий при минимальной нагрузке номинальную скорость двигателя, град

где U_d - среднее значение выпрямленного напряжения, соответствующее углу α, В

где R_Э - эквивалентное сопротивление цепи якоря, Ом

где R_ПР - сопротивление соединительных проводов, Ом

Критическая индуктивность, обеспечивающая сглаживания пульсаций выпрямленного тока до требуемой величины L_КР2, мГн

где I_а – составляющая тока якоря, А

U_ГАРМ - действующее значение основной гармоники порядка II –го порядка переменной составляющей напряжения, В

U*_ГАРМ – определяется из рисунка 26, U*_ГАРМ =0,13

Критическая индуктивность, обеспечивающая ограничение значения напряжения на якоре двигателя L_КР3, мГн

где L_а - индуктивность якоря, мГн

где β – коэффициент, для компенсированных машин β = 0,25, для некомпенсированных машин β = 0,6;

р – число пар полюсов двигателя

Для расчета индуктивности сглаживающего дросселя L_СД из трех полученных значений критической индуктивности L_КР выбирается наибольшее.

Требуемая индуктивность сглаживающего дросселя L_СД, мГн

Выбирается дроссель серии ____________

Номинальные данные дросселя: , R_НОМ = __ мОм, I_НОМ = __ А

Рисунок 26 – Зависимость U*_ГАРМ от угла α

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1. Укажите назначение тиристорного преобразователя

2. Как изменяется скорость двигателя при изменении угла открывания тиристоров?

3. Укажите назначение СИФУ

4. Укажите назначение сглаживающего дросселя

Таблица 34 – Исходные данные для расчета

N варианта	Тип двигателя	Номинальная мощность РНОМ, кВт	Номинальная частота вращения nНОМ, об/мин	Номинальное напряжение UНОМ, В	Номинальный ток IНОМ, А	Максимальный момент ММАХ, Нм
1	Д808	22	620	220	112	1450
2	Д808	22	630	220	112	1295
3	Д810	29	590	220	148	2160
4	Д810	29	600	220	148	1910
5	Д812	38	555	220	192	3190
6	Д812	38	565	220	192	2795
7	Д806	21	1050	440	110	726
8	Д806	21	1060	440	110	643
9	Д808	26	810	440	134	1325
10	Д808	26	825	440	134	1175
11	Д808	22	620	440	56	1128
12	Д808	22	630	440	56	1030
13	Д810	29	590	440	74	1715
14	Д810	29	600	440	74	1510
15	Д812	36	560	440	92	2350
16	Д812	36	570	440	92	2060
17	Д806	21	1050	440	55	677
18	Д806	21	1060	440	55	510
19	Д806	22	635	220	116	981
20	Д808	37	565	220	192	1860

Продолжение таблицы 34

N варианта	Тип двигателя	Номинальная мощность РНОМ, кВт	Номинальная частота вращения nНОМ, об/мин	Номинальное напряжение UНОМ, В	Номинальный ток IНОМ, А	Максимальный момент ММАХ, Нм
21	Д41	24,0	1060	220	124	648
22	Д806	32,0	980	220	165	930
23	Д808	47,0	770	220	240	1715
24	Д808	37	565	440	96	1470
25	Д806	32	980	440	82	745
26	Д808	37	565	220	192	1860
27	Д41	24,0	1060	220	124	648
28	Д806	32,0	980	220	165	930
29	Д810	29	600	440	74	1510
30	Д812	36	560	440	92	2350