Электрооборудование промышленности

Федеральное агентство по образованию

 Омский  государственный технический университет

Нижневартовский филиал

Кафедра «Электрическая техника» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

Электрооборудование промышленности 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                          Выполнил: Черкасов К.Ю. ЗИЭ-416

                                          Проверил:   Хамитов Р.Н. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                    Нижневартовск 2010

 

Техническое задание  и исходные данные на проектирование. 

Задание 1

1. Спроектировать управляемый выпрямитель (УВ) для электродвигателя постоянного тока тиристорного электропривода. Вычертить принципиальную электрическую схему УВ с соблюдением правил выполнения типовых электрических схем. Технические данные электродвигателя даются в табл.7.5. [3]
2. Построить регулировочную характеристику выпрямителя.
3. Вычислить минимальное и максимальное значения углов включения тиристоров, которые должна сформировать СИФУ для стабилизации выходного напряжения УВ на уровне 0,7 при нестабильном фазовом напряжении вентильной обмотки изменяющемся от до . Потери напряжения в фазах УВ не учитывать.
4. Вычертить кривые мгновенных значений фазных напряжений и ( , масштаб 30 эл. градусов в 1 см. или рад. в 1 см.) и напряжения на выхода тиристорной группы при минимальном и максимальном значениях фазного напряжения. Отметить уровень 0,7 и значения углов и .

 

Технические данные двигателей постоянного тока серии 2П 

 

Задание 2

    Спроектировать  двухзвенный преобразователь частоты (ПЧ) с автономным инвертором для  электропитания асинхронного двигателя  в энергосберегающем электроприводе переменного тока. Технические данные даются в табл.7.6 .[3].

    Вычертить электрическую функциональную схему  электропривода переменного тока с  преобразователем частоты в соответствии с правилами ГОСТ. Построить таблицу  для алгоритма переключения силовых  ключей П4 с интервалами проводимости ключей 180 эл. град. вычертить в масштабе кривые мгновенных значений трёхфазных напряжений на выходе П4. По оси абсцисс  рекомендуется масштаб 30 эл. град. в  1 см. в диапазоне

    Технические данные асинхронных двигателей серии  RA

 

Аннотация 

В данной курсовой работе рассмотрены и рассчитаны управляемый выпрямитель (УВ) и преобразователь частоты (ПЧ) для электротехнического комплекса и системы. Выбраны схемы УВ и ПЧ для данного варианта задания. В работе представлены: регулировочная характеристика,  кривые мгновенных значений фазных напряжений и напряжений на выходе тиристорной группы (для минимального и максимального углов отпирания), временные диаграммы выходного напряжения ПЧ с ШИМ регулированием, временные диаграммы ступенчатых трехфазных выходных напряжений ПЧ.

В данной работе использовано: 35 стр., 7 рис, 1 таблица, 5 приложений 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1. РАСЧЕТ УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
1. Выбор рациональной схемы управляемого выпрямителя и силовая часть электропривода 6
2. Расчет и выбор преобразовательного трансформатора 6
3. Выбор тиристоров 8
4. Выбор сглаживающего реактора 9
5. Описание работы схемы УВ 10

6. Регулировочная  характеристика выпрямителя. Расчет и  12
2. РАСЧЕТ ДВУХЗВЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕКАЧКИ ЖИДКОСТИ
1. Описание электрической схемы электропривода 14
2. Структура и принцип действия преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока 14
3. Расчет инвертора 15
4. Потери мощности в IGBT 16
5. Расчет выпрямителя 19
6. Расчёт параметров охладителя 21
7. Расчет сглаживаемого фильтра 22
8. Расчет снаббера 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 30

ПРИЛОЖЕНИЯ 31

 

ВВЕДЕНИЕ 

Цель  и задача проекта и пути решения  этой задачи.

Целью курсовой работы является выбор схемы  и расчет УВ. Для регулируемого  электропривода постоянного тока. Частота  вращения двигателя регулируется как  известно двумя способами:

1. Понижением напряжения на якорной обмотке при этом частота вращения уменьшается

2. Полюсное регулирование, путем уменьшения напряжения на обмотке возбуждения, при этом частота вращения увеличивается за номинальную.

В курсовой работе проводится расчет управляемого выпрямителя для якорного регулирования  скорости.

Выполняется расчет (электрический и тепловой) преобразователя частоты на IGBT транзисторах, для частотно-регулируемого энергосберегающего электропривода в асинхронном двигателе. Нагрузкой АД служит центробежный насос для перекачки жидкости.

 

1. РАСЧЕТ УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 

1. Выбор рациональной схемы управляемого выпрямителя  и силовая часть электропривода

 

     Рациональную схема управляемого  выпрямителя выбирается по выходной  мощности выпрямителя

 (1.1)

кВт

если  кВт рационален выпрямитель по трёх фазной нулевой схеме. Если кВт по трёхфазной мостовой.

В данном варианте кВт значит выбираем трёхфазную мостовую схему.

 

(Ошибка  в Рис1: R и L убрать, включить ДПТ двигатель постоянного тока) 

2. Расчет  и выбор преобразовательного  трансформатора TV

(П1 стр.31) 

     Теоретическое значение напряжения вентильной обмотки трансформатора

 (1.2)

В

где -коэффициент, характеризующий соотношение напряжений в идеальном выпрямителе, приведен в табл.7.2. [3] 

     Необходимые запасы напряжения  вентильной обмотки

 (1.3)

В

коэффициент запаса ,учитывает возможное снижение напряжения сети на 5-10% от U_с.ном.;

коэффициент ,учитывает неполное открывание тиристоров;

коэффициент ,учитывает падение напряжения в обмотках трансформатора и в тиристорах; 

Расчетное действующее значение тока вторичной  обмотки определяют по формуле

 (1.4)

А

А

где  (1.5)

А

А

где - номинальная мощность двигателя постоянного тока, - его к.п.д;

Коэффициент схемы  (табл. 7.2 [3]), характеризует отношение токов в идеальном выпрямителе, коэффициент учитывает отклонение формы анодного тока тиристоров от прямоугольной и согласно экспериментальным данным составляет 1.05-1.1. 

Действующее значение тока вентильной обмотки

 (1.6)

А

А

Где -коэффициент трансформации трансформатора 

Коэффициент трансформации трансформатора

 (1.7)

 

Расчетная типовая мощность трансформатора

 (1.8)

кВА

кВА

Где коэффициент  - коэффициент схемы (табл 7.2 [3]), характеризующий соотношение мощностей S/U_d*I_d для идеального выпрямителя с нагрузкой на противоЭДС.

На основании  расчетных данных ( , ,U2,S_тр) выбираем по справочнику [1]  преобразовательный трансформатор ТСЗМ-16-ОМ5, трёхфазный, судовой, каплезащищённый.    М – многообмоточный

S_тип=16 кВА, В, U_2ф=133, габариты: L*B*H=638*385*490 мм, масса m=145 кг, применяем параллельное включение двух трансформаторов.

Коэффициент трансформации трансформатора для  теоретических значений

 

3. Выбор тиристоров

 

Среднее значение прямого тока тиристора (VS1,VS2,VS3,VS4,VS5,VS6 на схеме П1) в заданной схеме управления определяется по формуле

 (1.9)

А

А

-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