5. Методические рекомендации по выполнению

КУРСОВОЙ РАБОТЫ

К выполнению курсовой работы следует приступать только после изуче­ния соответствующих тем, указанных в заданиях учебного пособия.

Задание 1

1. Расчет и выбор элементов трехфазной мостовой схемы выпрямления

Выбор силового трансформатора

Напряжение условного холостого хода тиристорного преобразователя (ТП) определяется выражением

E'_do = U_dα + ΔU_С.Д. + ΔU_Тр + ΔU_к + ΔU + ΔU_В.ср. ,

где U_dα - среднее значение выпрямленного напряжения;

ΔU_С.Д. , ΔU_Тр – падения напряжения на активных сопротивлениях сглаживающего дросселя и силового трансформатора;

ΔU_к - коммутационное падение напряжения;

ΔU - возможное изменение напряжения на выходе ТП, вызванное колебанием напряжения в питающей сети;

ΔU_В.ср. – среднее падение напряжения на тиристорах.

В связи с тем, что в начальной стадии расчета еще не выбраны трансформатор, тиристоры и сглаживающий дроссель, при предварительном оп­ределении составляющих данного выражения следует принимать:

1. Максимальное среднее значение выпрямленного напряжения определяется номинальным напряжением на якоре двигателя:

U_dα = U_{н ;}

2. Падение напряжения на активных сопротивлениях сглаживающего дросселя и трансформатора можно определить приближенно:

ΔU_С.Д.≈ (0,005 – 0,01)U_{dα ,}

ΔU_Тр ≈ (0,015 – 0,025) U_{dα ;} 3. Коммутационное падение напряжения

,

где U_к % - напряжение короткого замыкания силового трансформатора;

А - коэффициент, определяемый схемой выпрямления (для 3^х-фазной мостовой схемы А=0,5).

Напряжение на выходе ТП при условном холостом ходе с учетом коле­баний напряжения в питающей сети

E_do = 1,1 E'_{do .}

Необходимое напряжение на вторичной обмотке трансформатора

; .

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора без учета коммутационных режимов и пульсаций:

,

где I_Н- номинальный ток двигателя.

Действующее значение тока первичной обмотки

I₁=k_тр·I₂ ,

где k _тр - коэффициент трансформации.

Требуемая мощность трансформатора определяется по длительной мощ­ности преобразователя:

Р_тр = k_н·Р_{н ,}

где k_H - коэффициент использования трансформатора по мощности (для трехфазной мостовой схемы k_H= 1,045 ); P_н - номинальная мощность двигателя.

По расчетной мощности, вторичному току и напряжению по каталогу выбирается силовой трансформатор.

Выбор тиристоров

При выборе тиристоров по току и напряжению следует учитывать, что тиристоры допускают кратковременные перегрузки по току (величина и продолжительность которых дается в каталогах), но не допускают даже кратковременных перенапряжений.

Средний ток через тиристор определяется выражением

I_В.ср = k_зн· k_тв ·I_н,

где k _зн = 1,1-1,3 - коэффициент запаса, который вводится для повышения надежности преобразователя;

k_TВ - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления (для трехфазных схем k_ТВ=0,333),

Максимальное обратное напряжение на тиристоре

,

где k_u = (1,1 - 1,3) - коэффициент запаса.

Выбор сглаживающего дросселя

Основными расчетными параметрами сглаживающего дросселя являют­ся его номинальный ток I_ДР и индуктивность L_ДР.

При выборе дросселя по току необходимо обеспечить условие

I_ДР ≥ I_Н,

где I_Н - номинальный ток двигателя.

Индуктивность сглаживающего дросселя

L_ДР = L_ЯЦ – (2L_ТР + L_Д),

где L_ЯЦ- индуктивность якорной цепи системы ТП-ДПТ;

Lтр- индуктивность силового трансформатора;

L_Д— индуктивность якоря двигателя.

Требуемая индуктивность якорной цепи рассчитывается из условия ог­раничения пульсаций тока. Обычно относительную величину эффективно­го значения пульсаций первой гармоники выпрямленного тока принимают i_e=0,02,

тогда

,

где ω=2πfm - угловая частота пульсаций выпрямленного напряжения;

e_n - относительная величина эффективного значения 1- й гармоники.

Индуктивность якоря двигателя

,

где n_н – номинальная скорость электродвигателя;

P – число пар полюсов;

k - коэффициент компенсации (для быстроходных неком­пенсированных машин k = 6-8; для нормальных некомпенси­рованных k = 8-12, для компенсированных k = 5-6).

Активное, индуктивное и полное сопротивления трансформатора опре­деляются из выражений:

;;;

;,

где ΔP_КЗ; U_КЗ - мощность и напряжение короткого замыка­ния.