Тиристорный преобразователь постоянного тока

Система генератор – двигатель и тиристорный преобразователь – двигатель

В начале 50 – х и конце 40 – х годов начали появляться электронные системы управления. Это дало возможность значительно улучшить электропривод постоянного тока. Одними из первых появились газозаполненные выпрямители – тиратроны. Они стали использоваться в качестве возбудителей в электроприводе постоянного тока (зачастую в системах генератор — двигатель). Появление таких устройств позволило применять замкнутые системы управления вместо разомкнутых. Однофазные электронно — вакуумные выпрямители применялись в электроприводах мощностью до 10 кВт.

В конце 50 –х начали появляться полупроводниковые элементы такие как тиристоры и диоды. Сначала их изготавливали маломощными и область их применения ограничивалась регулированием возбуждения, где они потихоньку вытесняли электронно – вакуумные приборы благодаря надежности, долговечности, уменьшению габаритов и увеличению производительности.

Но техника не стояла на месте и мощность полупроводниковых элементов постепенно росла. Через некоторое время они начали вытеснять электронно – вакуумные приборы и с якорных цепей электроприводов. Сперва кремниевые диоды начали применяться в регулируемых электроприводах постоянного тока с реакторами насыщения. Ниже показана функциональная схема:

Такие системы более надежные чем системы генератор – двигатель и обеспечивают производительность повыше, чем система генератор – двигатель, но их стоимостные и габаритные показатели будут похуже системы генератор – двигатель.

В начале 1960 – х годов появились мощные тиристоры

После их появления машинные преобразователи потеряли всякий интерес проектировщиков, все их внимание сосредоточилось на проектировании электроприводов по системе тиристорный преобразователь – двигатель (ТП — Д). С тех пор и по сей день практически везде используют тиристорный электропривод

Тиристорный привод стал активно вытеснять систему генератор – двигатель, которая активно внедрялась в течении полувека. Структурная схема ТП – Д показана ниже:

Электропривод с системой ТП – Д имеет следующие преимущества над системой Г – Д (генератор двигатель):

  • Тиристорный электропривод значительно снизил инерционность системы и повысил быстродействие работы установки, механизма;
  • Он довольно безотказен в работе и прост в эксплуатации;
  • КПД преобразователя не ниже 95%;
  • Малая масса и габаритные размеры, что позволяет уменьшить площадь, необходимую для расположения устройства;
  • Как правило имеет блочную компоновку тиристоров, что позволяет при выходе какого – то тиристора из строя быстро его заменить.

Но имея достоинства она также имеет и недостатки:

  • На выходе преобразователя присутствуют пульсации тока и напряжения, что вызывает проблемы с коммутацией а также нагрев электродвигателя. Для улучшения энергетических показателей как правило требуется установка фильтров.
  • Довольно низкий коэффициент мощности при использовании глубокого регулировании скорости вращения двигателя. В системе Г – Д если используют в качестве приводной синхронную машины, то регулирования ее потока позволит сохранить высокий коэффициент мощности.
  • Перегрузочная способности ниже чем в Г – Д.
  • Напряжения питающей сети искажается, что в большинстве случаев приводит к установке дополнительных фильтров для улучшения гармонического состава сети.
  • При торможении электродвигателя при использовании Г – Д рекупирация энергии в сеть происходит естественно, то для ТП – Д необходимо применять специальные схемы включения, что ведет к дополнительным затратам.

Простое регулирование скорости электродвигателя вы можете посмотреть здесь:

Похожие материалы:

  • Тиристорный элемент как коммутатор однофазной силовой цепи
  • Новый DC/DC преобразователь потребляет всего 9 мкА
  • Древесина как преобразователь тепловой энергии в…
  • Система синхронного вращения со вспомогательными…
  • Что значит система промышленных интернет вещей IIoT…

Основные схемы тиристорных преобразователей

Главные схемы преобразователей на тиристорах – это: встречно-параллельная и перекрестная схема. Первая схема питается от общей обмотки трансформатора, перекрестная схема подразумевает питание каждой группы тиристоров от отдельной обмотки трансформатора. Существует раздельное управление, управляющие импульсы приходят только на работающую группу тиристоров, тиристоры с противоположной полярностью оказываются запертыми. Одновременная работа вентильных групп недопустима.

Для предотвращения неисправностей и аварийных ситуаций запрещено:

  1. Одновременно подавать отпирающие импульсы на оба комплекта тиристоров.
  2. Запрет на включение одного комплекта во время присутствия тока в другом комплекте.
  3. Запрет на снятие отпирающих импульсов с действующей тиристорной группы.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Типичная схема использования

В большинстве случаев схема применения тиристорного регулятора остаётся прежней, мало меняющейся с годами:

  1. Программные установки (ПУ) в виде кода закладываются в память арифметического устройства (АУ) электронного блока. В стиральной машине это самая дорогая часть. Настолько, что замена часто нецелесообразна.
  2. Тиристорный регулятор служит вводным устройством (ВУ), куда поступает управляющий сигнал.
  3. Изменённое напряжение воздействует на сервисный привод (СП), обмотки двигателя, коллектор и пр. Линия обратной связи показывает, что малая нестабильность компенсируется непосредственно без участия центрального процессора. Выше уже говорилось про величину искрения.
  4. Механизм (М) отрабатывает команды. На валу стоит централизованный датчик положения (ЦДП), по которому процессор понимает, что происходит в результате подачи команд. При необходимости алгоритм корректируется.

Преобразователь частоты на логических элементах

Современные асинхронные двигатели управляются весьма сложно. Дело в том, что пуск мощного асинхронного двигателя сопряжен со значительными токовыми перегрузками. Мощный вращающий момент может вывести из строя подшипники и опоры, на которых установлены двигатели.

Резкое отключение двигателя может привести к перенапряжению и к серьезным электрическим авариям. Поэтому, на сегодняшний день наиболее перспективными системами управления двигателями являются частотные преобразователи. Путь, к которому шел частотный преобразователь к цифровому варианту, довольно сложен. В современных устройствах была проблема в том, чтобы выходные каскады были мощными. Не было мощных транзисторов. Сейчас появились IGBT транзисторы или мощные транзисторы с изолированным затвором.

Рассмотрим преобразование однофазной цепи в трехфазную.

Тиристорный преобразователь постоянного тока

Это структурная схема простейшего преобразователя. Он состоит из генератора тактовых импульсов, частотой которого можно управлять. Собран он на простейших логических элементах. Включенных в режим логических элементов нет. Три логических элемента. Конденсатор и резистор задают постоянную величину времени, то есть, частоту выдачи импульсов. Эти импульсы поступают на счетчик Джонсона, который является и счетчиком, и дешифратором, преобразующим выходной сигнал в сигнал с одним импульсом на выходе.

Популярные статьи  Варианты подсветки потолка в помещениях

Предусмотрено так, что импульсы проходят последовательно. Для того, чтобы получить трехфазную систему, десятку импульсов разделили на последовательность до шести импульсов. При этом окончание седьмого импульса завершает работу счетчика, установку его в нулевое состояние. Импульс подает команду обнуления счетчика, отсчет начинается с нуля. Выходы этих элементов, в данном случае дешифратора, присоединены к трем элементам, которые являются коммутирующими. Эти коммутирующие элементы, которые управляют работой двухтактных транзисторных включений, составляют основу выхода.

На выходе появляется напряжение с частотой, которую мы зададим на этом генераторе. Тактовые импульсы поступают на счетчик Джонсона с дешифратором, запускают логические элементы. Если будет на входе единица, которая поступает на два мощных транзистора, включенных по схеме моста, то пары транзисторов осуществляют коммутацию направления тока в обмотке двигателя вправо и влево. В результате этого с ростом регулирования частоты вращения будет плавно увеличиваться частота переключения выходного напряжения в обмотке, что приведет к росту средней частоты в двигателе и росту числа его оборотов.

Если мы рассмотрим систему как полученную трехфазную систему переменного тока, то можем получить на выходе трехфазный переменный ток. Он будет прямоугольной формы. Чтобы получить импульсы, близкие к гармоническим колебаниям, необходимо применить L или C фильтры для получения полноценного сигнала. Если мы имеем дело с постоянным током, то данный преобразователь может получить из него трехфазный переменный ток. Поэтому наш частотный преобразователь, который питается постоянным током, может работать от однофазного выпрямителя.

В мощных приводах не подходят к применению транзисторы. Поэтому вместо них используют тиристорные частотники. На малой частоте вращения труднее удерживать момент, так как приводы с жесткими характеристиками. Привод насоса происходит по системе склеивания синуса. Выходная частота меньше 50 герц.

Тиристорный преобразователь постоянного тока

Принцип действия и схема тиристорного преобразователя для высоковольтных двигателей с фазным ротором.

Рассмотрим конструкцию тиристорного преобразователя частоты на базе каскадной схемы инвертора тока.

Тиристорный преобразователь постоянного тока

Силовой блок преобразователя состоит из 2 трехфазных управляемых мостов. Один из них подключен к сети через разделительный трансформатор. Второй включен в цепь обмоток ротора электродвигателя.

Такая схема обеспечивает обмен активной и реактивной мощностью между обмотками ротора и сетью электропитания, замедление двигателя в генераторном режиме с отдачей электричества в сеть.

Изменение угловой скорости вала достигается регулировкой частоты тока в цепи обмоток ротора двумя мостами на базе управляемых тиристоров, последовательно включенными между ротором и электросетью.

Изменение скорости возможно только в меньшую сторону, диапазон угловой частоты вала – от 0 до номинального. Частота тока регулируется уменьшением или увеличением углов отпирания и запирания управляемых полупроводниковых элементов. При регулировке роторный мост работает как выпрямитель, сетевой – как инвертор, возвращая активную мощность в сеть. При переводе привода в режим торможения, управляющие сигналы меняют фазу. Ток меняет направление и начинает протекать в цепи обмоток ротора, вызывая рекуперативное торможение. В таком режиме мост, подключенный к сети, работает как выпрямитель, роторный – в режиме инвертора. Рекуперация электроэнергии снижает ее расходы и уменьшает время торможения.

При проектировании привода с каскадными тиристорными преобразователями, следует учесть перегрузочную способность частотника в режиме торможения.

При электродинамическом торможении мост в роторной цепи должен работать с высокой коммутационной устойчивостью. В момент перевода в тормозной режим при высокой частоте вала двигателя ЭДС ротора имеет небольшого значение, угол коммутации тиристоров возрастает особенно при снижении напряжения сети. Коммутационная устойчивость моста снижается. Повысить устойчивость можно только путем ограничения тока ротора, что приводит к увеличению времени торможения и снижению тормозного момента. Таким образом, ограниченную перегрузочную способность при рекуперативном торможении необходимо учитывать при выборе типа частотника для приводов ответственных механизмов.

При работе оборудования с изменяющейся нагрузкой на валу, требуется предусмотреть увеличение напряжения и уменьшение тока цепи сетевого моста. Это предотвратит срыв инвертора и позволит развить динамический момент на валу электродвигателя до 200% от номинального.

Каскадный тиристорный выпрямитель может работать на групповую нагрузку. Для многодвигательных приводов предусмотрено выравнивание тока и момента при старте двигателей и работе после разгона вала до заданной скорости.

Таким образом, тиристорные преобразователи частоты на базе каскадной схемы обеспечивают:

  • Управление моментом и скоростью электродвигателя с обратной связью и бездатчиковое регулирование в отношении 1:50 от номинальных величин.
  • Экономию электроэнергии путем снижения пусковых токов и рекуперации при торможении в режиме генератора.
  • Управление несколькими двигателями.
  • Электродинамическое торможение без дополнительного оборудования.
  • Изменение частоты вращения вала.
  • Работу электродвигателя в режиме короткозамкнутого ротора.

К недостаткам преобразователей относятся ограниченная коммутационная устойчивость мостов в динамическом режиме и при торможении, искажение формы напряжения сети (полная мощность при максимальной скорости в 1,5 раза больше номинальной). Недостатки тиристорных преобразователей устраняются установкой фильтров паразитных гармоник и коррекцией выходной мощности.

Самые распространённые схемы

Существует несколько классических стандартных схем, которые чаще всего применяются в импульсных преобразователях постоянного напряжения. Они обеспечивают разные величины соотношений между входным и выходным напряжением. Эти схемы раскрывают саму суть преобразователей и их принцип работы.

Понижающий преобразователь напряжения и его схема

Она используется для питания потребителей, нагрузка которых выражается большими токами и малым напряжением. Это первоочередная схема способная заменить классический низкочастотный преобразователь, в свою очередь, обеспечит увеличение КПД, уменьшит габариты и вес устройства. Транзистор VT выполняет роль электронного ключа, его работа лежит между двумя режимами осечки (полного закрытия) и насыщения (полного открытия). Расчет каждой детали производится непосредственно для конкретного потребителя и источника напряжения. Основным недостатком данной схемы является вероятность пробоя и появление полного большого входного напряжения на потребителе. Это, несомненно, приведёт к неисправности питаемого устройства.

Повышающий преобразователь и схема

Она может быть использована для получения напряжения на потребителе или на нагрузке больше чем на источники энергии. Применяется для подсветки дисплеев портативных компьютеров и для других электронных устройств где необходимо из небольшого напряжения сделать большее. Здесь имеет место процесс появления ЭДС самоиндукции, которая появляется после открытия транзистора. Вся накопленная энергия в дросселе попадает в нагрузку. При этом напряжение на выводах дросселя меняет свою полярность.

Популярные статьи  Почему светодиодные лампы горят после выключения?

Инвертирующая схема

Может использоваться для получения напряжения, которое обладает обратной полярностью. При этом по значению U вых может быть меньше или больше U вх. Энергия, которая скапливается в дросселе направляется в нагрузку через сглаживающий конденсатор.

Как видно из этих схем все они не имеют гальванической развязки, то есть непосредственной изоляции вторичного выходного напряжения от входного.

Вот одна из таких схем, содержащих трансформатор. Энергия, которая накапливается в магнитном поле первичной обмотки трансформатора, в нагрузку выводится через вторичную обмотку. Трансформатор в этом случае может быть и повышающим и понижающим. Применяется очень часто в сетевых источниках где есть необходимость снижения входного напряжения от нескольких сотен вольт до единиц или десятков.

В момент когда транзистор закрывается трансформатор своей индуктивностью может вызвать на коллекторе высоковольтный скачок или всплеск, что несомненно, очень плохо и может привести к пробою полупроводникового элемента. Для этого и устанавливается RC-цепочка из конденсатора и катушки индуктивности, которая может быть подключена параллельно ключу или первичной обмотке. Такой обратноходовой импульсный преобразователь широко используется во многих сетевых источниках электрического тока с небольшой мощностью порядка 100 Вт.

Еще одна схема с трансформатором и прямым включением диода изображена на схеме ниже.

Используется в источниках питания около 250 Вт. Все эти рассмотренные выше преобразователи называются однотактные, потому что за один период преобразования в нагрузку будет поступать только один импульс. Основное их преимущество — это простота схемы состоящей всего из одного транзистора, работающего в режиме ключа, а недостаток намагничивание сердечника которое не даёт в полном объёме использовать с максимальным КПД этот магнитный материал. Передача энергии потребителю и подготовка трансформатора к следующему циклу размагничивания осуществляется с некоторой паузой которая и снижает их выходную мощность.

Вот несколько практических реализованных в жизни схем, основой которого является импульсный преобразователь. Первая из них имеет регулировочный элемент, выполненный на микросхеме, в свою очередь, обе схемы выполнены на полевых транзисторах. Расчет их выполнен под напряжение для нагрузки от 5 до 12 Вольт.

Тиристорный преобразователь для плавного пуска высоковольтных асинхронных двигателей

ТПН (тиристорный преобразователь напряжения) успешно применяется для низковольтных до 1000 кВ двигателей и для высоковольтных электрических машин с напряжением от 3,6 до 10 кВ. Широкое распространение таких машин является следствием их энергоемкости. Их мощность соразмерна с мощностью некоторых трансформаторных подстанций, поэтому устройства плавного пуска с использованием тиристоров

весьма важное решение

Рис. №2. Функциональная схема ПАД-В

Создание тиристорных преобразователей реализуется на базе концепции, главные аспекты которой – это:

  • Использование ТПН типа ПАД-8 (плавный пуск АД).
  • Блоки, из которых состоит силовая часть ТПН-В построены на основе тиристорного модуля (ВТМ) высокого напряжения.
  • Применение цифровой системы управления на основе однокристального микроконтроллера RISC.
  • Информационная часть состоит из специальных высоковольтных датчиков, которые реализуют качественное и точное измерение, кодирование сигнала и его передачу в системный контроллер по оптико-волоконному кабелю.
  • Для формирования тока и напряжения высоковольтного двигателя применяется оригинальный алгоритм от преобразователя ПАД-В.

Рис. №3. Высоковольтный тиристорный модуль ВТМ.

Модуль состоит из двух встречно-параллельных тиристоров, оборудованных охладителями, выравнивающими резистором R2, оптоуправляемыми моделями, формирователями тиристорных импульсов (ФИ). Дополнят конструкцию: датчики напряжения, температуры и синхронизации с оптическим выходом.

Частотные преобразователи со звеном постоянного тока

Это устройства, выполненные по транзисторной или тиристорной схеме. Однако их основная отличительная особенность состоит в том, что корректная и безопасная работа частотника требует наличия звена постоянного напряжения. Поэтому для подключения их к промышленной сети требуется выпрямитель. Обычно, применяются комплектное оборудование, состоящее из частотного преобразователя и выпрямителя, регулируемые от одной системы управления.

В ПЧ этой группы применяется двухступенчатое преобразование электроэнергии: синусоидальное U вх с f = const выправляется в выпрямителе (В), отфильтровывается фильтром (Ф), разглаживается, и далее заново преобразуется инвертором (И) в U  ̴. Ввиду двухступенчатого преобразования электроэнергии снижается КПД и несколько ухудшаются массогабаритные показателив сравнении с преобразователями частоты с непосредственной связью.

Для создания синусоидального U  ̴ самоуправляющиеся преобразователи частоты. В качестве ключевой базы в них используются усовершенствованная тиристорная и транзисторная основа.

Основным преимуществом тиристорной преобразовательной аппаратуры считается возможность оперироватьс большими параметрами сети, с выдерживанием при этом продолжительной нагрузки и импульсных воздействий. Аппараты обладают более высоким КПД.

Частотные преобразователи на тиристорах на сегодня превосходят остальные высоковольтные приводы, мощность которых исчисляется десятками МВТ с U вых от 3до 10 кВ и более. Однако и цена на них соответственно наибольшая.

Преимущества:

  • наибольший КПД;
  • возможность использования в мощных приводах;
  • приемлемая стоимость, невзирая на внедрение добавочных элементов.

Конкретные способы тиристорного управления

Представляет собой подачу положительного напряжения изменяющейся величины на Уэ. Открытие тиристора происходит, когда величины напряжения довольно, чтобы пробиться через управляющий переход тока спрямления (Iспр.). При помощи изменения величины напряжения на Уэ, появляется возможность изменения времени открытия тиристора.

Главный недочёт этого метода — сильное влияние температурного фактора. Кроме того, для каждой разновидности тиристора потребуется резистор другого вида. Этот момент не добавляет удобства в эксплуатации. Помимо этого время открытия тиристора возможно корректировать лишь пока длится первая 1/2 положительного полупериода сети.

Фазовый.

Заключается в смене фазы Uупр (в соотношении с напряжением на аноде). При этом применяется фазовращательный мост. Главный минус — малая крутизна Uупр, поэтому стабилизировать момент открытия тиристора можно лишь ненадолго.

Фазово-импульсный.

Рассчитан на преодоление недостатков фазового метода. С этой целью на Уэ подаётся импульс напряжения с крутым фронтом. Данный подход в настоящее время наиболее распространён.

Определение величины преобразуемой мощности

С чего нужно начинать расчет? Самым главным параметром любого источника питания является мощность. Именно от нее напрямую зависят все остальные параметры преобразователя, в том числе масса, габариты и стоимость. В данном случае выходную мощность РВЫХ можно легко определить как сумму мощностей обоих каналов:

  Тиристорный преобразователь постоянного тока (1)

где РВЫХ1, РВЫХ2 – соответственно, выходная мощность первого и второго канала.

Однако на самом деле на массу, габариты и стоимость ключевое влияние оказывает не выходная, а преобразуемая мощность РПМ – скорость передачи энергии через магнитные или электрические поля элементов, изменяющих параметры электрической энергии. В нашем примере это процесс происходит в дросселе L1, поэтому именно от его режима работы зависят все остальные параметры схемы.

Популярные статьи  Ветрогенератор своими руками

В общем случае, величина преобразуемой мощности может быть меньше мощности преобразователя. Это связано с тем, что за счет особенностей схемотехники силовой части часть энергии поступает в нагрузку непосредственно из источника первичного питания (с входа преобразователя), минуя магнитное поле дросселя. Этот вопрос подробно рассмотрен в [], где и получены формулы, позволяющие рассчитать величину РПМ для четырех наиболее распространенных («базовых») схем:

  Тиристорный преобразователь постоянного тока (2)

где UВХ, UВЫХ – соответственно, напряжение на входе и выходе преобразователя.

Наша схема, на первый взгляд, не является ни одной из «базовых», однако посмотрим на нее внимательно. Если мысленно убрать из нее все элементы, относящиеся ко второму каналу преобразования (обмотку W2, VD1, C3), то останется классический повышающий преобразователь, а если убрать элементы первого канала (VD2, C2) – то обратноходовой (Рисунок 3).

Тиристорный преобразователь постоянного тока
Рисунок 3. Разделение схемы (Рисунок 1) на элементарные «базовые» преобразователи.

Для первого канала (повышающая схема) преобразуемая мощность РПМ1 зависит от соотношения напряжений на входе и выходе, причем, чем больше разница напряжений, тем больше РПМ1. Определим эту величину для худшего случая – при минимальном входном напряжении UВХ_MIN:

  Тиристорный преобразователь постоянного тока (3)

Во втором канале (обратноходовая схема) вся энергия проходит через магнитное поле дросселя, поэтому преобразуемая мощность РПМ2 не зависит от соотношения напряжений на входе и выходе:

  Тиристорный преобразователь постоянного тока (4)

Магнитопровод дросселя L1 является общим для двух каналов, поэтому, используя принцип суперпозиции, суммарную преобразуемую мощность РПМ можно представить в виде суммы преобразуемых мощностей первого и второго каналов:

  Тиристорный преобразователь постоянного тока (5)

Сравнивая результаты расчетов по формулам (1) и (5), видим, что РПМВЫХ. Недостающие 4 Вт за счет электрической связи поступают в нагрузку первого канала напрямую с входа без каких-либо преобразований. Это позволяет сделать нашу схему почти на 17% меньше и легче, чем в случае включения обоих каналов по обратноходовой схеме (Рисунок 2б). Кстати, если у читателя есть желание попрактиковаться в расчетах преобразуемой мощности, то на Рисунке 2 приведены результаты расчетов РПМ, для всех индуктивных компонентов, которые можно использовать для самопроверки.

2.1 Моделирование двигателя постоянного тока в среде MATLAB

Рисунок 5-Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением в среде Matlab

На рисунке 5 указаны следующие положения:

1- Блок «Powergui» необходимый для моделирования «Simulink» модели;

2- Двигатель постоянного тока независимого возбуждения;

3- Осциллограф;

4- Источник постоянного напряжения для питания обмотки якоря двигателя постоянного тока;

5- Источник постоянного напряжения для питания обмотки возбуждения двигателя постоянного тока;

6- Блок, в котором задается постоянное значение (в данном случае задается постоянное значение момента двигателя постоянного тока).

Временные диаграммы представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 — Временные диаграммы:

а) Угловой скорости вращения двигателя постоянного тока

б) Крутящего момента на валу двигателя постоянного тока

в) Тока в обмотке возбуждения двигателя постоянного тока

г) Тока в обмотке якоря двигателя постоянного тока

1.1.Расчет мощности и выбор силового трансформатора

     Для согласования заданной величины выпрямленного напряжения питающей сети и ограничения скорости тока в тиристорах ТП используется силовые трансформаторы.

,                    (1.1)

где

Eн – номинальное значение ЭДС электродвигателя;

Eн=UДН-IДН*RЯ

UДН – номинальное напряжение на якоре электродвигателя;

IДН – номинальный ток электродвигателя;

IДН – номинальное значение выпрямленного тока преобразователя;

RЯ – активное сопротивление двигателя с учетом сопротивления якоря, компенсационной обмотки и добавочных полюсов, приведенное к рабочей температуре 80С;

Ориентировочные значения сопротивления обмотки якоря определяется следующей формулой:

a min – минимальный угол регулирования ТП (a min = 15 эл.град.);

DUВ – падение напряжения на тиристоре, орентировочно на предварительном этапе расчета принять  ∆UВ = 1,2В.

ав – коэффициент зависящий от схемы выпрямления; ав=2

d, СТ, b – расчетные коэффициенты

d = 0,0043, СТ = 0,0052, b = 0,0025

Ксет – коэффициент, учитывающий индуктивностя сети переменного тока; Ксет = 1,4.

lн %, DPН% – напряжение короткого замыкания и потери в меди трансформатора; lн % = 7%, DPН% = 2%.

K1 – коэффициент перегрузки двигателя по току (K1 = I dmax /I dn =370/123=3);

I dmax – максимальный ток электродвигателя;

RS — суммарное активное сопротивление цепи выпрямленного тока(обмотка силового трансформатора, реакторов, полное сопротивление якорной цепи электродвигателя, динамическое сопротивление тиристоров и т.п.);

RS= RТР+ Rdц+ Rр+ nRдин

где т – число тиристоров, последовательно обтекаемых током;

Rдин – динамическое сопротивление тиристоров проводящем состоянии (при подстановки этого значения учитывается общее число последовательно соединяемых вентилей в цепи нагрузки в проектируемой схеме преобразователя).

Величина Idн RΣ на этапе предварительного расчета может быть принято равной (0,1…0,2) Uдн;

Idн * RΣ = 0,15*110=16,5

В

 В

Величина требуемого фазного напряжения на вторичной стороне силового трансформатора для мостовых схем ТП определяется соотношением:

В

Расчетная мощность трансформатора определяется по формуле

Где Kn – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления Kn=1,045

S=1.045*151.15*123=19428.06=20кВа

В соответствии с расчетными значениями S=20кВа и U=65В, выбираем трансформатор серии ТСП 25/0,7

Номинальные данные трансформатора ТСП 25/0,7

Sном = 29кВа                                    ∆Рк,з = 1300Вт

Uл = 380В                                        ∆Рх,х = 170Вт

U = 75В                                        eкз% = 5,4%

I = 128,9А                                              Ixx = 6.3A

Определим линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора

В

Определим максимальное значение выпрямленной ЭДС Уd0 для трехфазной мостовой схемы выпрямления при l=0

В

Найдем полное сопротивление фазы трансформатора, приведенное на вторичной обмотке:

I2Л – линейный ток вторичной обмотки

Активное сопротивление фазы трансформатора

Индуктивное сопротивление фазы трансформатора

Индуктивность фазы трансформатора, Гн

Где fc – частота питающей сети,  F c =50Гц

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: