Тиристорный преобразователь постоянного тока

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Января 2011 в 11:19, курсовая работа

Описание работы

Достоинства полупроводниковых преобразовательных устройств, к которым относится и тиристорные преобразователи постоянного тока, по сравнению с другими преобразователями неоспоримы: они обладают высокими регулировочными характеристиками и энергетическими показателями, имеют малые габариты и массу, просты и надежны в эксплуатации. Кроме преобразования и регулирования тока и напряжения обеспечивается бесконтактная коммутация токов в силовых цепях.

Совершенствование силовых полупроводниковых приборов и оптимальное сочетание их параметров с режимами преобразователя при его проектировании, использование эффективных методов исследования преобразователей способствуют разработке преобразовательных устройств с высокими технико-экономическими показателями

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ 3
ЗАДАНИЕ 4
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 5
1.РАСЧЕТ СИЛОВОЙ СХЕМЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 7
1.1.ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА 7
1.2.ВЫБОР СИЛОВЫХ ТИРИСТОРОВ 9
1.3.ВЫБОР СГЛАЖИВАЮЩЕГО ДРОССЕЛЯ 11
1.4.РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ 13
1.4.1.Выбор быстродействующих плавких предохранителей 13
1.4.2.Защита для ограничения сетевых и схемных перенапряжений, возникающих при включении трансформатора 14
1.4.3.Шунтирование вентилей 15
2.ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 17
2.1.ПОСТРОЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ E D =F (), U ЯД =F () /РИС.2.1/ 17
2.2.ПОСТРОЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ E Д = F (I Д) /РИС.2.2/ 18
КООРДИНАТ E Д (I Д) 19
2.4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО УГЛА ИНВЕРТИРОВАНИЯ 21
2.5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ, ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ И КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ ТП 21
3.ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ВЫПРЯМЛЕННОЙ ЭДС ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И НАПРЯЖЕНИЯ НА ЯКОРЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 24
3.1.СТАТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТП 24
4.РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 25
4.1.СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ 25
4.2. ПРИНЦИП РАБОТЫ УПРАВЛЯЮЩЕГО ОРГАНА СИФУ 27
4.3.ОПИСАНИЕ СИЛОВОЙ ЧАСТИ СХЕМЫ 28
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 29

Скачать архив (189.25 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

Курсовая Преобр Техника.doc

— 757.00 Кб (Скачать файл)
 
 
 

Рис.2.2. Зависимости E Д = f (I Д)

2.4.Определение  минимального угла  инвертирования

 

     При работе преобразователя в  инверторном режиме система управления  ТП должна обеспечить ограничение величины минимального угла регулирования с тем, чтобы избежать возможного прорыва инвертора. Этот угол должен быть больше суммы угла коммутации (g) и угла, определяющего время восстановления запирающих свойств вентиля (q), т.е.

b min ³ g + q ,                                            (2.10)

     Величина угла коммутации определяется соотношением

                     (2.11)

     А значение угла, определяющего время восстановления запирающих свойств вентиля

 ,                                  (2.12)

 где   - время выключения вентиля;

     Значения угла g занесены в табл. 2.3

                                                                                                                     Табл. 2.3

a , град. 125 114 104 94 84 74 64 53 40
g(a) , град. 1.52 1.37 1.29 1.26 1.26 1.3 1.39 1.56 1.92
 
 

Минимальный угол регулирования примет значение

2.5.Определение  полной мощности, ее составляющих и коэффициента мощности ТП

 

     Величина полной мощности и ее составляющих может быть определена на основании следующих соотношений.

     Относительная величина полной  мощности, потребляемой ТП из  питающей сети при линейном  изменении коммутационного тока:

.                                   (2.13)

     Относительная величина активной составляющей мощности:

.                            (2.14)

     Относительная составляющая реактивной мощности:

.                              (2.15)

     Относительная величина мощности первой гармоники:

.                                  (2.16) 

     Относительная  величина мощности скольжения:

.                                          (2.17)

     Коэффициент  мощности преобразователя:

.                                                  (2.18)

     Результаты вычислений сведены в табл. (2.4) и табл. (2.5) для Iд=Iдн и Iд=0.5·Iдн соответственно.

     На основании соотношений 2.13¸2.18 и табл.2.4 и 2.5 строятся зависимости вышеприведенных величин в функции относительного значения ЭДС электродвигателя  EД / EДН    /рис.2.4/. 

                                                                                                                       Табл. 2.4

a [град]  
SI		  
P		  
Q		  
S1		  
Sm		  
Km
126 1.045 -0.56 0.827 0.99991 0.3035 -0.54
114 1.0452 -0.4 0.918 0.99993 0.3042 -0.38
103 1.0453 -0.23 0.973 0.99994 0.3046 -022.
92 1.0453 -0.07 0.998 0.99994 0.3047 -0.06
82 1.0453 0.1 0.955 0.99994 0.3047 0.09
71 1.0453 0.26 0.965 0.99994 0.3045 0.25
60 1.0451 0.43 0.904 0.99993 0.3041 0.41
47 1.0459 0.59 0.805 0.99991 0.3033 0.57
30 1.0454 0.76 0.652 0.99986 0.3016 0.79

       
 
 

                                                                                                                 Табл. 2.5

a [град]  
SI’		  
P’		  
Q’		  
S1’		  
Sm’		  
Km’
126 1.046 -0.61 0.792 0.99991 0.3035 -0.54
114 1.0461 -0.45 0.895 0.99993 0.3042 -0.38
103 1.0462 -0.28 0.96 0.99994 0.3046 -0.22
92 1.0462 -0.12 0.993 0.99994 0.3047 -0.06
82 1.0463 0.05 0.999 0.99994 0.3047 0.09
71 1.0462 0.21 0.977 0.99994 0.3045 0.25
60 1.0462 0.38 0.925 0.99993 0.3041 0.41
47 1.0461 054 0.839 0.99991 0.3033 0.57
30 1.0469 0.71 0.705 0.99986 0.3016 0.79
 
 
 
 
 
 

Рис.2.4.

3.Построение  графиков выпрямленной  ЭДС тиристорного преобразователя и напряжения на якоре двигателя постоянного тока

3.1.Статические  режимы работы  ТП

    На графике мгновенного значения  выпрямленного напряжения на выходе преобразователя /рис 3.1/ наносится линия постоянной составляющей (среднего значения) напряжения на выходе преобразователя и напряжения на якоре электродвигателя.

Рис 3.1

4.Разработка  системы импульсно-фазового  управления тиристорного преобразователя

4.1.Система управления преобразователем

   Управление  скоростью вращения двигателя осуществляется двухконтурной системой автоматического  управления  с ПИ-регулятором  тока и скорости.

   Для линеализации регулировочной характеристики преобразователя в зонах прерывистых токов используется нелинейное звено с сигналом положительной обратной связи по ЭДС двигателя.

   Для повышения термостабильности и  увеличения диапазона регулирование  электропривода применяется предварительный  регулятор скорости, выполненного по схеме модулятор – усилитель – демодулятор.

   Преобразователь содержит следующие узлы для регулирования 

    • систему импульсно-фазового управления (СИФУ);
    • регулятор скорости и тока  (РС и РТ)
    • функциональный преобразователь ЭДС двигателя  (ФПЕ);
    • блок питания (БП);
    • узел защиты и блокировки (УЗ и Б);
    • логическое устройство раздельного управления (УЛ) с переключателем характеристик (ПХ) и датчиком проводимости вентилей (ДПВ);
    • узел зависимого от скорости  токоограничения  (УЗТ).

   Выходное  напряжение РС ограничивается уровнем насыщения операционного усилителя и с помощью переменного резистора делителя, подключенного к входу усилителя, может плавно регулироваться, задавая установку тока ограничения.

   Параллельно узлу ограничения тока подключен  узел зависимого от скорости токоограничения, который осуществляет дополнительное ограничение тока в функции скорости.

   Регулятор тока формирует напряжение, пропорциональное разности сигналов задания на ток  и отрицательной обратной связи  по току.

   При переключении комплектов тиристоров В  и Н одновременно ключами В и Н производится изменение полярности выходного напряжения датчика тока для сохранения отрицательного знака обратной связи по току .

   Нелинейное  звено суммирует выходное напряжение регулятора тока Uрт, пропорциональное току двигателя, и напряжение Uе обратной связи по ЭДС с разными коэффициентами передачи. Коэффициент передачи НЗ по входу Uрт является нелинейным, имея зависимость, обратную коэффициенту передачи тиристорного преобразователя в зоне прерывистого тока. Коэффициент передачи НЗ по входу Uе является постоянным.

   Сигнал Uе формируется функциональным преобразователем ЭДС, имеющим характеристику, близкую  к апроксимированой, то есть обратную регулировочной характеристике тиристорного преобразователя. Этим осуществляется приведение сигнала тахогенератора,  пропорционального ЭДС  двигателя, ко входу СИФУ.

   Разнополярное напряжение управления Uу нелинейного  звена преобразуется переключателем характеристик в однополярное. Таким  образом, в статическом режиме работы привода на управляющий орган СИФУ подается только отрицательная полярность напряжения, независимо от работающего комплекта тиристоров.

   Управляющий орган СИФУ обеспечивает ограничение  минимального и максимального углов  регулирования, установку начального угла регулирования.

   СИФУ вырабатывает импульсы управления для тиристоров. Фазовый сдвиг импульсов относительно силового напряжения на тиристорах пропорционален напряжению, поступающему на СИФУ от УО.

   Усилители импульсов согласуют по мощности выход СИФУ с импульсными трансформаторами. Кроме того, на УИ происходит сдваивание импульсов.

   Логическое  устройство раздельного управления служит для формирования сигналов кл.В  и кл.Н, управляющих ключами В  и Н в датчике тока, переключателе  характеристик и цепи импульсных трансформаторов.

   Командой для УЛ на переключение комплектов является изменение полярности сигнала Uнз, пропорционального напряжению Uрт и коэффициенту передачи НЗ.

   Контроль  отсутствия тока через тиристоры  производится датчиком проводимости вентилей.

Информация о работе Тиристорный преобразователь постоянного тока