2020-01-14
141
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Преобразовательная техника»
Тема: Управляемый выпрямитель
Содержание
Введение
Исходные данные
1. Подготовка и анализ исходной информации
1.1. Условия охлаждения преобразователя
1.2. Расчетный ток нагрузки
1.3. Параметры цепи нагрузки
2. Выбор согласующего трансформатора или только ограничительного реактора
2.1. Выбор вида связи выпрямителя с сетью
2.2. Выбор и проверка согласующего трансформатора
3. Расчёт регулировочной характеристики
4. Выбор и расчет сглаживающего реактора. Внешние характеристики управляемого выпрямителя
4.1. Необходимая индуктивность нагрузки
4.2. Построение внешних характеристик управляемого выпрямителя
5. Расчет рабочих и аварийных режимов работы
5.1. Рабочий режим работы преобразователя
5.2. Аварийный режим работы преобразователя
6. Выбор и проверка вентилей силового преобразователя
6.1. Предварительный выбор и расчет диодов и тиристоров
6.2. Проверка фазных полупроводниковых приборов
|
|
|
6.3. Расчет допустимых рабочих перегрузок преобразователя по току
7. Выбор аппаратов и элементов защиты выпрямителя
7.1. Защита от аварийных перегрузок автоматическими выключателями
7.2. Защита плавкими предохранителями
7.3. Защита вентилей от перенапряжений
7.4. Защита вентилей при большой скорости нарастания прямого тока
8. Энергетические характеристики преобразователя
8.1. Коэффициент полезного действия
8.2. Коэффициент мощности
9. Разработка системы управления преобразователем
9.1. Определение параметров управляющих импульсов и схемы замещения
9.2 Разработка электрической схемы СИФУ
Заключение
Приложение
Литература
Введение
Преобразование переменного тока в постоянный является в настоящее время наиболее распространенным видом преобразования электрической энергии. Полупроводниковые управляемые выпрямители нашли широкое применение в различных отраслях промышленности: на железнодорожном транспорте, питания процессов электролиза в цветной металлургии и химической промышленности, в системах возбуждения крупных электрических генераторов, для питания систем электропривода постоянного тока различного назначения и мощности, на тяговых подстанциях и магистральных электровозах и т.д.
При всем разнообразии схем и нагрузок методика расчета данного класса преобразователей одинакова и может быть сведена к расчету и выбору элементов одного комплекта управляемого выпрямителя.
Исходные данные
Управляемый выпрямитель, питающийся от сети переменного тока с линейным напряжением 380В (фазное – 220В), работает на электродвигатель постоянного тока. Возможное понижение напряжения в сети составляет 10%. Выпрямитель обеспечивает регулирование напряжения на нагрузке в диапазоне (1,0 – 0,1) UН и работает в режиме непрерывных токов при снижении тока нагрузки до 0,15 IН .
|
|
|
1. Схема выпрямления – трехфазная мостовая симметричная
2. Тип двигателя – П-72
3. Номинальная мощность электродвигателя РН = 14,0 кВт
4. Номинальное напряжение электродвигателя UН = 220 В
5. Номинальный ток электродвигателя IН = 79,6 А
6. Номинальная частота вращения электродвигателя NН = 1000 об/мин
Рис.1. Расчетная схема выпрямителя
Подготовка и анализ исходной информации
Условия охлаждения преобразователя
Температура полупроводниковой структуры прибора определяется мощностью, рассеиваемой в структуре, тепловыми сопротивлениями элементов конструкции прибора и условиями его охлаждения.
Наибольшее распространение получило воздушное охлаждение (естественное и принудительное) как наиболее простое в реализации. Естественное воздушное охлаждение повышает надежность функционирования преобразовательной установки и является предпочтительным до токов нагрузки IdH = 800…1000 A.
При больших нагрузках необходимо использовать принудительное воздушное охлаждение, чтобы повысить нагрузочную способность полупроводниковых приборов и избежать их группового (параллельного) соединения в плече преобразовательной установки. Целесообразно скорость охлаждающей среды принимать равной при естественном охлаждении VС = 0 м/с, при принудительном воздушном VС = 6 м/с (экономичный режим). При более высоких скоростях нагрузочная способность полупроводниковых приборов увеличивается незначительно, а мощность двигателя охлаждающих устройств возрастает существенно.
Температура охлаждающей среды ТС определяется климатической зоной и условиями работы преобразователя. Для учебного проектирования можно принять ТС = 25…40 °С.
Для того чтобы при выборе полупроводниковых приборов иметь возможность воспользоваться данными по их максимальным допустимым токам, приведенным в информационных материалах, необходимо все возможные при эксплуатации режимы привести к нормализованному с неизменным рабочим током. Для этого используется график нагрузки преобразователя на расчетном интервале tp , в течение которого наступает установившийся тепловой режим прибора. Можно принять при естественном воздушном охлаждении tp = 2000 с, при принудительном воздушном охлаждении со скоростью движения среды VC = 6 м/с tp = 1000 с, при VC = 2 м/с или принудительном водяном охлаждении tp = 600 с.
При отсутствии графика в качестве расчетного можно принять номинальный ток нагрузки: Id = IdH. [Л. 9]
Исходя их условия Id = IdH = 79,6 А << IdH = 800…1000 А, выбираем для заданного выпрямителя естественное воздушное охлаждение.
