umm_425
.pdf7 Разработка силовой схемы и компоновка выпрямительно-инверторного преобразователя
7.1 Оформление силовой схемы преобразователя
Для выполненных расчетов разрабатывают и вычерчивают на листе формата A3 силовую схему ВИП преобразователя и дают её краткое описание.
При разработке этого вопроса рекомендуется обратиться к типовым решениям /1, 4/.
7.2 Компоновка преобразователя
В данном подразделе КР на основании расчетов, проведенных в разделе 5, необходимо в соответствии с исходными данными выполнить компоновку выпрямителя или инвертора. Для этого следует воспользоваться типовыми решениями расположения диодов (тиристоров) в серийно выпускаемых промышленностью выпрямителей (инверторов) /4, 5, 6/.
Необходимо разработать и на форматах А4 изобразить:
конструкцию (в двух проекциях) одного силового блока, который должен состоять из одного или нескольких (не более 4) диодов (тиристоров) с нанесением основных геометрических размеров;
электрическую схему выпрямителя (инвертора) или одного шкафа, показывающую соединение силовых блоков между собой;
конструктивное расположение диодов (тиристоров) в шкафу выпрямителя (инвертора) с нанесением основных геометрических размеров;
вид сверху соединения отдельных шкафов выпрямителя (инвертора) между собой с указанием всех выводов, плюсовой и минусовой шин и мест подключения ограничителей перенапряжений.
50
Список использованных источников
1.А.Т. Бурков Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп.–М.: Транспорт, 1999, 464 с.
2.А.С. Низов, А.Н. Штин Электронная техника и преобразователи. Часть 2. Многопульсовые выпрямительные и инверторные преобразователи: Учебное пособие, – Екатеринбург, УрГУПС, 2005, 140 с.
3.А.С. Низов, А.Н. Штин Инвертирование электрической энергии на электрифицированных железных дорогах. Часть 1. Теория работы, характеристики и энергетические показатели зависимых инверторов: Учебное пособие для вузов МПС РФ., – Екатеринбург, УрГАПС, 1998, 88 с.
4.Ю.П. Неугодников, А.С. Низов, А.Н. Штин Инвертирование электри-
ческой энергии на электрифицированных железных дорогах. Часть II. Вы- прямительно-инверторные преобразователи тяговых подстанций: Учебное пособие для вузов МПС РФ., – Екатеринбург, УрГУПС, 2002, 83 с.
5.Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстан-
ций /Б.С. Барковский и др.; Под ред. М.Г. Шалимова. – М.: Транспорт, 1990, 127 с.
6.Е.Ю. Салита и др. Преобразователи тяговых подстанций и электроподвижного состава: Методическое указание к выполнению курсовых работ и дипломного проектирования, – Омск, ОмГУПС, 2000, 75 с.
7.Г.С. Кузнецова, А.Н. Штин Выбор оборудования распредустройств тяговых и трансформаторных подстанций: Методическое пособие для курсового проектирования, – Екатеринбург, УрГУПС, 2001, 67 с.
8.В.С. Почаевец Электрические подстанции: Учеб. для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. – М.: Желдориздат, 2001, 512 с.
9.А.С. Низов, А.Г. Пяткова Основные требования к содержанию и оформлению дипломных проектов: Методические указания, – Екатеринбург,
УрГУПС, 2000, 75 с.
51
52
Приложение А
Технические характеристики полупроводниковых приборов и их охладителей Таблица А.1 – Предельно-допустимые и характеризующие параметры диодов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип охладителя |
|
|
Тип диода |
|
IFAVm, |
|
IFSM, |
|
K |
|
UFM, |
|
U(TO), |
|
rT, |
|
IRRM, |
|
|
PRSM, |
|
Tjm, |
|
Qrr, |
|
Rthjc, |
воздуш- |
ный |
естественное |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздушное на |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
A |
|
кА |
|
|
|
|
B |
|
B |
|
мОм |
|
мА |
|
|
кВт |
|
ºC |
|
мкКл |
|
ºC/Вт |
|
|
тепловых |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трубах |
|
ДЛ153–1250 |
1250 |
|
26 |
|
|
20–32 |
2,0 |
|
1,1 |
|
0,35 |
|
50 |
|
|
|
16 |
|
175 |
|
700 |
|
0,02 |
|
0253 |
|
||||||||||||
|
ДЛ153–1600 |
1600 |
|
26 |
|
|
20–32 |
2,0 |
|
1,0 |
|
0,3 |
|
50 |
|
|
|
16 |
|
175 |
|
800 |
|
0,02 |
|
|
|||||||||||||
|
ДЛ153–2000 |
2000 |
|
30 |
|
|
16–22 |
1,8 |
|
0,9 |
|
0,185 |
|
50 |
|
|
16 |
|
175 |
|
1000 |
|
0,02 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
ДЛ173–3200 |
3250 |
|
45 |
|
|
20–32 |
2,2 |
|
1,1 |
|
0,124 |
|
100 |
|
|
|
16 |
|
175 |
|
1500 |
|
0,011 |
|
648474–ДЖИЦ |
|
Т343–017– |
|||||||||||
|
ДЛ173–4000 |
3860 |
|
50 |
|
|
16–24 |
2,2 |
|
1,0 |
|
0,08 |
|
100 |
|
|
|
16 |
|
175 |
|
1500 |
|
0,011 |
|
001 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Д163–2000 |
2000 |
|
35 |
|
|
20–32 |
1,9 |
|
1,0 |
|
0,165 |
|
130 |
|
|
|
— |
|
175 |
|
1000 |
|
0,016 |
|
|
|
В2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д163–2500 |
|
|
2500 |
|
|
40 |
|
|
16–26 |
|
|
1,85 |
|
|
0,95 |
|
|
0,135 |
|
|
130 |
|
|
|
— |
|
175 |
|
|
1200 |
|
|
0,016 |
|
|
|
|
|
|
Д163–3200 |
3200 |
|
45 |
|
|
10–18 |
1,85 |
|
0,9 |
|
0,105 |
|
130 |
|
|
|
— |
|
190 |
|
1500 |
|
0,016 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
Д253–1600 |
|
|
1600 |
|
|
35 |
|
|
4–22 |
|
|
1,5 |
|
|
1,0 |
|
|
0,12 |
|
|
90 |
|
|
|
— |
|
|
190 |
|
|
800 |
|
|
0,018 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Д253–2000 |
2000 |
|
35 |
|
|
4–24 |
1,55 |
|
0,95 |
|
0,1 |
|
55 |
|
|
|
— |
|
190 |
|
1000 |
|
0,018 |
|
|
|
|
Таблица А.2 – Рекомендуемые охладители и их тепловые сопротивления
Рекомендуемый охладитель |
Rthch, |
Rthha, ºC/Вт |
Z(th)tha, ºC/Вт |
|||
V=0 |
V=6 м/с |
V=0 |
V=6 м/с |
|||
|
ºC/Вт |
|||||
|
Воздушного |
|
|
|
|
|
|
охлаждения |
|
|
|||
0253 |
0,01 |
0,355 |
0,1 |
0,02 |
0,02 |
|
ДЖИЦ 648474–001 |
0,005 |
0,2 |
0,053 |
0,005 |
0,005 |
|
Естественного воздушного охлаждения на тепловых трубах |
|
|||||
Т343–017–В2 |
0,005 |
0,12 |
— |
0,02 |
— |
|
|
|
52 |
|
|
|
53
Таблица А.3 – Предельно допустимые и характеризующие параметры тиристоров
|
Тип тири- |
|
IТAVm, |
IТSM, |
|
K |
|
UТM, |
|
U(TO), |
|
rT, |
|
IRRM, |
|
Tjm, |
|
Qrr, |
|
Rthjc, |
|
Тип охладителя |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуш- |
естественное воздуш- |
||||||||||||||||||||||||
|
стора |
|
A |
|
кА |
|
|
B |
|
B |
|
мОм |
|
мА |
|
ºC |
|
мкКл |
|
ºC/Вт |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ный |
ное на тепловых трубах |
|
|
Т163–1000 |
1000 |
|
20 |
|
|
20–32 |
2,1 |
|
1,2 |
|
0,4 |
|
80 |
|
150 |
|
600 |
|
0,016 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
Т163–1250 |
1250 |
|
25 |
|
|
16–26 |
2,1 |
|
1,1 |
|
0,27 |
|
70 |
|
|
150 |
|
700 |
|
0,016 |
|
648474–001 |
|
|
||||||||||
|
Т173–1250 |
1250 |
|
32 |
|
|
20–34 |
2,0 |
|
1,18 |
|
0,275 |
|
200 |
|
125 |
|
700 |
|
0,011 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
Т173–1600 |
1640 |
|
32 |
|
|
20–34 |
2,2 |
|
1,08 |
|
0,28 |
|
200 |
|
|
125 |
|
800 |
|
0,011 |
|
|
|
|
||||||||||
|
Т173–2000 |
2000 |
|
49 |
|
|
16–20 |
1,65 |
|
0,95 |
|
0,127 |
|
200 |
|
|
125 |
|
1000 |
|
0,011 |
|
|
|
Т343–017–В2 |
||||||||||
|
Т173–2500 |
|
|
2700 |
|
|
52 |
|
|
10–14 |
|
|
1,7 |
|
|
0,95 |
|
|
0,095 |
|
|
100 |
|
|
125 |
|
|
1200 |
|
|
0,01 |
|
ДЖИЦ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Т173–3200 |
3360 |
|
60 |
|
|
2–10 |
1,5 |
|
0,83 |
|
0,062 |
|
200 |
|
140 |
|
1500 |
|
0,01 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
Т193–2500 |
|
|
2900 |
|
|
70 |
|
|
20–38 |
|
|
2,0 |
|
|
1,1 |
|
|
0,14 |
|
|
300 |
|
|
125 |
|
|
1200 |
|
|
0,0065 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Т273–1600 |
1600 |
|
38 |
|
|
20–26 |
2,1 |
|
1,0 |
|
0,15 |
|
200 |
|
|
120 |
|
800 |
|
0,011 |
|
|
|
|
||||||||||
|
Т273–2000 |
2000 |
|
45 |
|
|
18–25 |
1,75 |
|
0,95 |
|
0,15 |
|
200 |
|
|
125 |
|
1000 |
|
0,011 |
|
|
|
|
Таблица А.4 |
– Предельно допустимые импульсные обратные напряжения вентилей класса К |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
Значения параметра для |
|
|
||
|
диодов |
тиристоров |
|
||||
|
URRM, В |
|
нелавинных |
лавинных |
нелавинных |
лавинных |
|
|
|
100 K |
100 K |
100 K |
100 K |
|
|
|
URSM, В |
|
116 K |
125 K |
111 K |
120 K |
|
|
UЛ, В |
|
– |
125 K |
– |
120 K |
|
|
URWM, В |
67 K |
100 K |
80 K |
100 K |
|
53
Приложение Б
Технические характеристики резисторов и конденсаторов
Таблица Б.1 – Шкала номинальных сопротивлений резисторов RН ·10n, Ом
(n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,7 |
3,0 |
3,3 |
3,6 |
3,9 |
4,3 |
4,7 |
5,1 |
5,6 |
6,2 |
6,8 |
7,5 |
8,2 |
9,1 |
Таблица Б.2 – Технические характеристики проволочных эмалированных резисторов
Тип резисторов |
|
RН |
Тип резисторов |
RН |
ПЭ-15 |
3,0 |
Ом… 5,1 кОм |
ПЭВ-10 |
1,8 Ом… 10 кОм |
ПЭ-20 |
2,4 |
Ом… 5,1 кОм |
ПЭВ-15 |
3,9 Ом… 15 кОм |
ПЭ-25 |
4,7 |
Ом… 5,6 кОм |
ПЭВ-20 |
4,7 Ом… 20 кОм |
ПЭ-50 |
1,0 |
Ом… 16 кОм |
ПЭВ-25 |
10 Ом… 24 кОм |
ПЭ-75 |
1,0 |
Ом… 30 кОм |
ПЭВ-30 |
10 Ом… 24 кОм |
ПЭ-150 |
1,0 |
Ом… 51 кОм |
ПЭВ-40 |
18 Ом… 51 кОм |
|
|
|
ПЭВ-50 |
18 Ом… 51 кОм |
|
|
|
ПЭВ-75 |
47 Ом… 56 кОм |
|
|
|
ПЭВ-100 |
47 Ом… 56 кОм |
Примечание: число в обозначении резистора указывает значение мощности рассеивания РМАХ.
Таблица Б.3 – Технические характеристики металлобумажных конденсаторов
Номинальное напря- |
Емкость (СН, мкФ) для конденсаторов типов |
||||
жение UСН, В |
МБМ |
МБГЦ |
МБГЧ |
||
500 |
0,25 |
… 4 |
0,25 … 4 |
0,25 |
… 4 |
600 |
0,25 |
… 4 |
0,25 … 4 |
0,25 |
… 4 |
750 |
0,01 |
… 0,25 |
0,25 … 2 |
0,1 … 10 |
|
1000 |
0,01 |
… 0,1 |
0,25 … 1 |
0,5 … 10 |
|
1500 |
0,005 … 0,1 |
–– |
0,25 |
… 10 |
54
Приложение В
Схемы последовательно-параллельного соединения полупроводниковых приборов и схемы выравнивания напряжения
Рисунок В.1 – Схемы последовательного включения диодов, (а), тиристоров, (б), и графики распределения обратного напряжения, (в)
Рисунок В.2 – Схемы выравнивания напряжения в статических и динамических режимах при последовательном включении диодов, (а), и тиристоров, (б, в)
Рисунок В.3 – Схемы последовательно-параллельного соединения лавинных, (а) и обычных диодов, (б)
55
Приложение Г
Схемы последовательно-параллельного соединения полупроводниковых приборов и схемы выравнивания распределения тока
Рисунок Г.1 – Схемы параллельного соединения диодов, (а), тиристоров, (б) и графики неравномерного распределения прямого тока, (в)
Рисунок Г.2 – Схемы выравнивания прямого тока при параллельном соединении диодов, (а) и тиристоров, (б)
Рисунок Г.3 – Схемы последовательно-параллельного соединения тиристоров с выравниванием распределения напряжения и тока
56
Приложение Д
Схемы преобразовательных трансформаторов
Рисунок Д.1 – Схема преобразовательного трансформатора с отдельными вентильными обмотками для подключения инвертора
Рисунок Д.2 – Схема преобразовательного трансформатора с дополнительными витками в основных вентильных обмотках для подключения инвертора
57
Приложение Е
Электрические параметры оборудования электрической схемы преобразователей
Таблица Е.1 – Быстродействующие выключатели постоянного тока
|
Тип выключателя |
|
UH, |
|
IH, |
|
IУСТ, |
IОТКЛ, |
|
tОТКЛ, |
||||||
|
|
кВ |
|
A |
|
А |
кA |
|
с |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000- |
|
|
|
|
|
|
|
ВАБ-43-4000/30-К-У4 |
|
|
3,3 |
|
|
4000 |
|
17 |
|
|
0,05 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
5000 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
4000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ВАБ-49-4000/30-К-УХЛ4 |
3,3 |
|
|
|
до 2000 |
|
25 |
|
0,04 |
|
|||||
|
Два последовательно включенных |
|
|
|
|
|
|
|
|
2000- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,3 |
|
|
4000 |
|
|
27 |
|
|
0,05 |
|
|||
|
ВАБ-43-4000/30-Л-У4 |
|
|
|
|
|
|
5000 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Два последовательно включенных |
3,3 |
|
3200 |
|
|
2000- |
|
50 |
|
0,04 |
|
||||
|
ВАБ-49-3200/30-Л-УХЛ4 |
|
|
4000 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Два последовательно включенных |
|
|
|
|
|
|
|
|
2000- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,3 |
|
|
5000 |
|
|
50 |
|
|
0,04 |
|
|||
|
ВАБ-49-5000/30-Л-УХЛ4 |
|
|
|
|
|
|
7000 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Е.2 – Электрические параметры помехоподавляющих реакторов РОСВ
|
Тип реактора |
|
IH , А |
|
UH, В |
|
LH, мГн |
|
СПРОХ, пФ |
|
РКЗ, кВт |
||||||
|
РОСВ-800 |
|
|
800 |
|
|
3300 |
|
|
0,63 |
|
|
100 |
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
РОСВ-2000 |
2000 |
|
3300 |
|
0,88 |
|
100 |
|
10,25 |
|
Приложение Ж
Коэффициенты акустического воздействия k-ых гармоник
Таблица Ж.1 – Коэффициенты акустического воздействия k-ых гармоник
k |
6 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
42 |
48 |
fK, Гц |
300 |
600 |
900 |
1200 |
1500 |
1800 |
2100 |
2400 |
рK |
0,295 |
0,794 |
1,072 |
1,0 |
0,861 |
0,76 |
0,688 |
0,634 |
58
Анатолий Семенович Низов Андрей Николаевич Штин Константин Геннадьевич Шумаков
Разработка выпрямительно-инверторного преобразователя
Методическое руководство к выполнению курсовой работы по дисциплине «Электронная техника и преобразователи»
и дипломному проектированию студентов специальности 190401 «Электроснабжение железных дорог»
|
Редактор С.В. Пилюгина |
|||
|
Набор текста и рисунков К.Г. Шумаков |
|||
620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, УрГУПС |
||||
|
Редакционно–издательский отдел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подписано в печать |
|
|
|
Бумага писчая №1 |
Формат 60×90 1/16 |
Усл.п.л 3,7 |
Уч-изд.л. 3,2 |
|
Тираж 150 экз. |
Цена договорная |
|
Заказ |
|
|
|
|
|
|
59