Электооборудование промышленности

-коэффициент запаса по току, учитывает кратность пускового тока; число фаз преобразовательного силового трансформатора; коэффициент, учитывает интенсивность охлаждения силового тиристора ( 1,0 при принудительном и 0,33-0,35 при естественном воздушном охлаждении со стандартным радиатором, соответствующим данному типу полупроводникового прибора). 

Расчетное значение максимального обратного  напряжения, прикладываемого к тиристорам, вычисляется по формуле

 (1.10)

В 

 (1.11)

В

коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможные повышения напряжения питающей сети и периодические выбросы ,обусловленные процессом коммутации вентилей; ([3]табл.7.2)-коэффициент обратного напряжения, равный отношению напряжений для принятой схемы выпрямителя; -напряжение на выходе преобразователя при α=0. 
 

По полученным данным выбираем силовой тиристор, имеющий параметры

 (1.12) 

Выбираем силовой тиристор [3] табл. П3

Т171-320 средний, прямой, ток I_tav=430А, импульсное повторяющееся прямое и обратное напряжение 600 В(шестой класс).

 

4. Выбор сглаживающего реактора

Требуемая суммарная индуктивность якорной  цепи преобразователь – двигатель 

 (1.13)

Гн

Гн

= *0.26

=180*0.26=46.8В (1.14)

действующее значение первой гармоники  выпрямительного напряжения. При предельном угле регулирования α=90⁰ для соответствующего значения числа пульсаций m=6 определяется по известному значению , минимальный ток нагрузки преобразователя, принимаемый равным (3-5%) от .

m- число пульсаций выпрямленного напряжения за период частоты напряжения сети.

- угловая частота первой гармоники  напряжения сети при  Гц.

Необходимая индуктивность сглаживающего реактора

 (1.15)

Гн

Индуктивность фазы трансформатора, приведенная к контуру двигателя

 (1.16)

Гн

напряжение короткого замыкания  трансформатора ( );

Если  в (1.15) получилась меньше или равна нулю, то применять реактор в схеме нет необходимости, т.к. сумма индуктивности достаточна для обеспечения непрерывности тока двигателя. 

Выбираем  сглаживающий реактор по следующим данным: индуктивность L_ср=8.69 мГн, ток у реактора I_ср=I_d.ном.=115.07А. Выбираем реактор СРОС-100/0.5 УХЛ4

СР - сглаживающий реактор;  
О - однофазный;  
С - сухой (охлаждение естественное воздушное при открытом исполнении);

Гн

А

масса m=160 кг.

5. Описание работы схемы УВ.

 

Схема приведена  в Приложении 1

На схеме:

    - входной согласующий трансформатор ТV;

    - автоматический выключатель QF;

    - силовые предохранители FU;

    - контактор КМ;

    - блок силовых полупроводниковых  приборов UZ;

    - дроссель L;

    - приборы индикации тока и напряжения  на выходе устройства RS;

    - органы контроля и управления устройства SB;

    - блоки системы управления преобразователем U;

    - блоки источника питания системы  управления G;

    - входные и выходные зажимы  силовых цепей X1, Х2.

    Трехфазное  напряжение питания Uc=380 В промышленной частоты f=50 Гц, через входные клеммы подается на разъединитель, предназначенный для предотвращения подачи напряжения на установку при наладке, профилактических осмотрах с целью обеспечения видимого разрыва электрической цепи. При включении разъединителя напряжение подается на согласующий трансформатор (схема соединения звезда-звезда), осуществляющий гальваническое разделение и согласование напряжения сети с входным напряжением выпрямителя. При замыкании автоматического выключателя, установленного для защиты питающих сетей и цепей нагрузки от токов короткого замыкания и тепловой защиты от длительной перегрузки, напряжение через предохранители подается на входные клеммы силового контактора. Силовой контактор предназначен для автоматического и дистанционного включения установки на нагрузку и отключения вторичных цепей. При включении силового контактора и подачи управляющих выходных импульсов СИФУ на силовые полупроводниковые приборы за счет регулирования электрического угла открытия тиристоров происходит регулируемое преобразование энергии переменного тока в энергию постоянного тока.

    Преобразователь выполнен по трехфазной, полностью  управляемой тиристорной мостовой схеме, что позволяет при работе на электрическую машину постоянного тока получать как выпрямительный, так и инверторный режим работы или потреблять и отдавать энергию в сеть, обеспечить как двигательный, так и генераторный режим работы двигателя. Для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в цепь нагрузки включен дроссель. Устройство позволяет регулировать напряжение в пределах 0 – U_d. Так как номинальное напряжение катушки контактора, цепей управления преобразователя и источников питания U=220 В, то для обеспечения такого уровня напряжения предусмотрен нулевой провод РЕ. Для сигнализации наличия напряжения включения и отключения преобразователя на нагрузку в схеме установки предусмотрены сигнальные индикаторы HL.

    В состав трехфазного мостового тиристорного преобразователя входят две группы тиристоров – катодная VS1, VS3, VS5 и анодная VS2, VS4, VS6, трансформатор и система импульсно-фазового управления СИФУ. Система вырабатывает импульсы управления тиристорами с заданной фазой по отношению к напряжению сети. Тиристоры в каждой группе открываются с интервалом 2π/m (m=6). Углы открытия тиристоров в обеих группах отсчитываются от моментов естественного включения, соответствующих моменту равенства фазных или линейных ЭДС. Ток в преобразователе всегда протекает по двум тиристорам, принадлежащим к различным вентильным группам, и по двум обмоткам трансформатора.

    Поэтому при открывании тиристора в фазе а импульсом, поступающим от СИФУ в момент Ue+α (где Ue – угол естественного включения неуправляемого преобразователя) необходимо также подать импульс управления на VS6 фазы в. ЭДС в цепи нагрузки е_2d становится равной линейной ЭДС е_2аb=e_a– e_b. В режиме непрерывного тока в момент открывания очередного тиристора ток еще продолжает протекать через ранее открытый тиристор. Время, в течение которого ток переходит с одного тиристора на другой, называется интервалом коммутации γ.

    Необходимость одновременного открывания двух тиристоров, принадлежащих разным группам, требует наличия широких импульсов управления (λ_у > 60°) или сдвоенных узких импульсов, сдвинутых друг от друга на 60°. Выпрямленное напряжение u_d описывается кривой линейного напряжения. Пульсации кривой соответствуют шестикратной частоте по отношению к частоте переменного тока (m=6). Длительность протекания тока в каждом тиристоре равна γ+2π/3. Среднее значение тока I_VS=I_d/3. При больших углах управления (α>90°) тиристор до подачи импульса управления должен выдерживать без преждевременного открытия максимальное значение прямого напряжения, а после его закрытия максимальное значение обратного напряжения и начальный скачок обратного напряжения.

    Обратное  напряжение определяется линейным напряжением, так как в непроводящую часть периода неработающие тиристоры присоединены к двум фазам трансформатора через работающие. Ток во вторичной обмотке трансформатора переменный и равен сумме токов тиристоров, присоединенных к данной фазе. Поток вынужденного намагничивания в магнитопроводе не возникает, поскольку по вторичным обмоткам, расположенным на разных стержнях, всегда протекают противоположные по направлению и равные по величине токи.

 

6. Регулировочная характеристика выпрямителя. Расчет и

 

 (1.17)

Т.к. выходной ток  выпрямителя, с активно–индуктивной нагрузкой, непрерывный (отсутствуют безтоковые паузы) 

 (1.18)

В

Где для трёхфазной мостовой схемы и соединения звезда/треугольник. 

В

В

В

В

В

 (1.19)

где  (1.20)

В

В

В

В

В

В

 (1.21)

где  (1.22)

В

В

В

В