МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 

УЧРЕЖДЕНИЕ  ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО 

Факультет автоматизированных и информационных систем 

Кафедра «Автоматизированный электропривод» 
 
 

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине «Силовая преобразовательная техника» 

на тему: «РЕВЕРСИВНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА»   
 
 
 
 

                                                               Исполнитель:   студент гр. ЭП-31

                                                                                Ильющиц С.В.

                                                      Руководитель:  доцент к.т.н.

                                                                                 Погуляев М.Н.                                                                                                            

                                     Дата проверки:                ___________________

                                        Дата допуска к защите:   ___________________

                                        Дата защиты:                    ___________________ 

                                        Оценка работы:                ___________________ 

 Подписи членов комиссии

 по защите курсовой работы: __________________________________ 

Гомель, 2010

 

      Оглавление            стр.

Введение

1. Выбор силовой схемы преобразователя………………………………….
2. Расчет и выбор элементов силовой схемы……………………………….
1. Трансформатора (токоограничивающих реакторов)…………………
2. Тиристоров………………………………………………………………
3. Уравнительных реакторов……………………………………………...
4. Сглаживающих дросселей……………………………………………...
5. Силовой коммутационно-защитной аппаратуры……………………..

3. Выбор  структуры и основных узлов  системы управления

 тиристорным   преобразователем…………………………………………..

4. Расчет  и выбор основных элементов  системы

 импульсно-фазового  управления  (СИФУ) преобразователя…………….

1. Генератора опорного напряжения…………………………………….
2. Нуль-органа…………………………………………………………….
3. Генератора и усилителя импульсов и др……………………………...
5. Расчет и выбор элементов задатчика интенсивности…………………....
6. Разработка схемы электронной защиты ТП. Расчет и

    выбор элементов схемы…………………………………………………...

7. Расчет и построение регулировочной характеристики

   внешних характеристик ТП……………………………………………….

8. Расчет энергетических показателей………………………………………
1. Полной, активной и реактивной мощностей…………………………
2. Мощности искажений………………………………………………….
3. КПД и коэффициента мощности………………………………………
9. Построение графиков выходного напряжения при

   указанном напряжении задания…………………………………………..       10.Спецификация……………………………………………………………..

       Литература……………………………………………………………….

       Оглавление………………………………………………………………. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исходные данные к курсовому проекту

1.Тип и параметры двигателя постоянного тока (таблица 1).

                                                                  Таблица 1 

 

1. Тип и параметры  двигателя постоянного тока (таблица 1). Недостающие параметры берутся из [15].
2. Ширина зоны прерывистого тока  I_гр/I_dн.
3. Вид управления группами тиристоров: совместное, согласованное.
4. Вид опорного напряжения: косинусоидальное.
5. Напряжение задания от -10В до +10В.
6. Время запуска t_n.
7. Максимально-допустимый ток в нагрузке Imax =1,4 Iном.
8. Вид разрабатываемой электронной защиты: пропадание одной их фаз генератора опорного напряжения.
9. Напряжение трехфазной питающей сети - 380В (линейное).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Введение 

    Электропривод на основе двигателей постоянного тока используется в различных отраслях промышленности – металлургии, машиностроении, химической, угольной, деревообрабатывающей и  др.  Развитие  электропривода направлено на создание  высокопроизводительных  машин с высокой степенью автоматизации.

    Регулирование   скорости   двигателей   постоянного   тока  занимает важное место в автоматизированном электроприводе. Применение с этой целью  тиристорных  преобразователей является  одним из самых современных  путей   создания   регулируемого   электропривода  постоянного тока.

    важным  элементом  при  регулировании  скорости двигателя является  реверс, – изменение направления вращения, для осуществления которого используется  реверсивный  тиристорный   преобразователь.

     В   данном  курсовом  проекте   требуется  разработать  следующие элементы реверсивного тиристорного преобразователя:

• силовую схему тиристорного преобразователя;
• систему управления тиристорным преобразователем;
• задатчик интенсивности;
• схему электронной защиты.

    Также  требуется  произвести  расчет   энергетических   показателей, построить   регулировочную  и  внешние  характеристики   тиристорного преобразователя и произвести построение графиков выходного напряжения при заданном напряжении задания.

1. Выбор силовой схемы реверсивного тиристорного 
преобразователя

    В зависимости от мощности и назначения электропривода могут применяться различные силовой схемы реверсивных тиристорных преобразователей [1,4]. Нужно стремится к применению наиболее простых схем, содержащих минимальное количество вентилей. Однако упрощение схемы обычно приводит к ухудшению ее технических показателей. Поэтому при проектировании обычно принимается компромиссное решение, основанное на технико-экономическом сравнении вариантов.

    Все реверсивные преобразователи делятся  на два класса: однокомплектные и двухкомплектные. В настоящее время наиболее распространенными являются двухкомплектные тиристорные преобразователи, выполненные по встречно-параллельной или перекрестной схемам соединения вентильных групп. Вентили в группах могут соединяться по нулевой или мостовой схемам.

    В данном курсовом проекте рекомендуется использовать трехфазную мостовую схему  соединения вентилей в группах тиристорного преобразователя так как она обладает следующими преимуществами над нулевой:

          -при одинаковой фазной ЭДС среднее  значение выпрямленного  

           напряжения в мостовой схеме  в два раза больше;

          -частота пульсаций выпрямленного напряжения в два раза выше 

           (300 против 150 Гц), а амплитуда пульсаций меньше.

          -при одинаковой мощности нагрузки типовая мощность

           трансформатора меньше, чем для  нулевой;

          -индуктивность в цепи переменного тока в мостовой схеме в два 

           раза больше;

           -данная  схема дает большой диапазон регулирования скорости.

    Вентильные  группы,  входящие  в  схему реверсивного выпрямителя могут, как указывалось выше, соединяться двумя способами: по перекрестной или встречно-параллельным  схемам [4]. Схемы отличаются количеством вторичных обмоток силового трансформатора. Из-за простой  конструкции  трансформатора в схеме со  встречно-параллельным  соединением следует ей отдавать предпочтение.  силовая схема трехфазного мостового реверсивного преобразователя с устройствами коммутации и защиты представлена на рис. 1.1.

    По  заданию, в курсовом проекте управление вентильными группами – совместное согласованное. для ограничения возникающих при этом уравнительных токов используются два ненасыщающихся уравнительных реактора LR1 и LR2.

 

    

    

Рис. 1.1. Электрическая схема трехфазного реверсивного мостового тП

со  встречно-параллельным соединением вентильных групп

 

2. Расчет и выбор  элементов силовой  схемы преобразователя

 

2.1. Расчет и выбор  трансформатора 

    Выбор силового трансформатора производится по расчетным значениям тока I_2ф, напряжению U_2ф, и типовой мощности S_т. Напряжение первичной обмотки U_1ф должно соответствовать напряжению питающей сети.

     Расчетное значение напряжения U_2ф.расч вторичной обмотки трансформатора, имеющего ТП с нагрузкой в режиме непрерывных токов, с учетом необходимого запаса на падение напряжения в силовой части, определяется формулой

      (2.1)

     где k_u=0,427 – коэффициент, характеризующий отношение напряжений U_2ф/U_d0 в идеальном трехфазном мостовом выпрямителе;

     k_c=1,1 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения сети;

     k_a=1,1 – коэффициент запаса, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале;

     k_R=1,05 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора, в вентилях и за счет перекрытия анодов;

     U_d – номинальное напряжение двигателя, U_d= U_н.

     Расчетное значение тока вторичной обмотки

     

, 

     I_2расч=k_Ik_iI_dн=0,815·1,1 ·28,07 =25,16 А ,       (2.2)

     где k_I=0,815 – коэффициент схемы, характеризующий отношение токов I_2ф/I_d в идеальной схеме;

     k_i=1,1 – коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока вентилей от прямоугольной;

     I_dн – значение номинального тока двигателя.