Курсовая работа: Расчет реверсивного электропривода

Ia=1,5∙=108,7 А.

Максимальная величина обратного напряжения

Ubmax=kЗU∙kUобр∙Udo, (2.12)

где kЗU =1,8 - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможные повышения напряжения питающей сети (включая режим холостого хода) и периодические выбросы Uобр, обусловленные процессом коммутации вентилей;

kUобр - коэффициент обратного напряжения, равный отношению напряжений Udmax/Udo, для мостовой схемы выпрямления kUобр = 1,045;

Udo - наибольшая величина выпрямленного напряжения преобразователя (среднее значение за период). Для трехфазной мостовой схемы выпрямления Udo =2,34U2ФН=2,34∙118=276,2 В.

Максимальная величина обратного напряжения по формуле (2.12)6

Ubmax=1,8∙1,045∙276,2 = 519 В.

Условия выбора тиристоров:

- Максимальный средний ток тиристоров открытом состоянии должен быть больше или равен значению la, Ioc.cp.max>Ia, в нашем случае Ioc.cp.max> 108,7 А.

- Повторяющееся обратное напряжение тиристора должно быть больше или равно значению Ub. max , Uo6p. n >Ub. max , т.е. Uo6p. n > 519В.

Из справочника [3] выбираем марку тиристоров (низкочастотных).

Параметры выбранных тиристоров сводим в таблицу 2.2. Выбираем марку тиристора – 2Т223-200-6.

Таблица 2.2 - Параметры выбранных тиристоров

2.3 Расчет и выбор уравнительных реакторов

В мостовом преобразователе с совместным управлением присутствуют уравнительные токи.

Для уменьшения уравнительных токов в схему вводят 4 насыщающихся или 2 ненасыщающихся уравнительных реактора.

Принимаем для расчета схему с двумя ненасыщающимися уравнительными реакторами,

Определяем индуктивность уравнительных реакторов по формуле [4, стр.133]

Lур=kД∙ (2.13)

где kД - коэффициент действующего значения уравнительного тока, принимаем по [4, стр.1-158] kД =0,62;

U2m -амплитуда фазного напряжения, U2m= ∙ Uф =1,41∙127=179 В ,

где ω - круговая частота сети, ω =314 рад/с ;

Iур - действующее значение уравнительного тока,

Iур = ∙ Idн (2.14)

Iур = ∙ Idн=0,12∙76,2=9,14А.

= 0,12 – ширина зоны прерывистого тока (по условию).

По формуле 2.13 имеем:

Lур=0,62∙=0,0387 Гн.

Для схемы выбираем 2 ненасыщающихся уравнительных реактора LR1 и LR2 с рассчитанной индуктивностью 0,0387 Гн.

2.4 Расчет и выбор уравнительных реакторов сглаживающих дросселей

Пульсации выпрямленного напряжения приводят к пульсациям выпрямленного тока, которые ухудшают коммутацию электродвигателя и увеличивают его нагрев.

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения применяют сглаживающие дроссели.

Определяем индуктивность сглаживающего дросселя по формуле [4, стр. 132]

Ld2 =, (2.15)

где, k - кратность гармоники, так как в симметричной мостовой схеме наибольшую амплитуду имеет первая гармоника, то принимаем k =1;

р- количество пульсаций, принимаем по [1,табл. 2.1], р =6;

Р(1)%- допустимое действующее значение основной гармоники тока, принимаем р(1)%- =8%;

Ud, n, т -амплитудное значение гармонической составляющей выпрямленного напряжения, определяем по [4,стр.131]:

Ud,n,m =, (2.16)

где а - угол управления тиристорами, a =30 °;

Udo - максимальное значение выпрямленного напряжения, Udo=2,34∙I2ФН=2,34∙127= 297В; ω - круговая частота сети;

IdН - номинальный выпрямленный ток преобразователя.

И так,

Ud,n,m == 53 В.

Определяем индуктивность сглаживающего дросселя по формуле 2.15:

Ld2 == 0,0032 Гн.

Так как индуктивность выбранного уравнительного реактора больше индуктивность сглаживающего дросселя (LУP>Ld2), то отказываемся от установки последнего в силовую цепь преобразователя.

Уравнительного реактора будет достаточно для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.

2.5 Расчет и выбор силовой коммутационной и защитной аппаратуры

2.5.1 Расчет и выбор R-C цепочек

Для ограничения скорости нарастания прямого напряжения используем R-C цепочки, которые включаем параллельно каждому тиристору.

Используя стандартный ряд сопротивлений выбираем резистор R с сопротивлением в пределах 18... 51 Ом. Принимаем 36 Ом.

Из уравнения [5, стр.81]

, (2.17)

где Uycm- установившееся напряжение на тиристоре, Uуст= U2л=1,41∙220=310,2 В.

 -максимально допустимая критическая скорость нарастания прямого напряжения на тиристоре (из табл. 2.2), находим постоянную времени τ:

τ = = =0,245 мкс.

Значение емкости определяем по формуле:

С ===0,0068 мкФ.

Используя стандартный ряд емкостей выбираем емкость конденсатора 0,0068 мкФ.

2.5.2 Расчет и выбор предохранителей

Для защиты тиристорного преобразователя от внутренних коротких замыканий во вторичную обмотку трансформатора поставим предохранители.

Находим амплитудное значение базового тока короткого замыкания по формуле

I2кm= , (2.18)

где U2тф- амплитуда фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора;

Х2к -индуктивное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке трансформатора;

r2к -активное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке трансформатора.

Находим полное, активное и индуктивное сопротивления вторичной обмотки трансформатора [4, стр.105]:

Z2к =, (2.19)

где UK%-напряжение короткого замыкания, из табл. 2.1

U2ЛН -линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора;

По формуле 2.19 имеем: Z2к == 0,0595 Ом.

Активное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке трансформатора

r2к = , (2.20)

где Ркз -мощность короткого замыкания, из табл. 2.1; I2фН-ток вентильной обмотки.

По формуле 2.20 имеем: r2к =  = 0,030 Ом.

Индуктивное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке трансформатора

Xк2= , (2.21)

где Z2к -полное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке.

По формуле 2.21 имеем: Xк2==0,0514 Ом.

По формуле 2.18: I2кm= = 3008 А.

Для нахождения ударного тока внутреннего короткого замыкания определяем коэффициент k1 по [4, рис.1-129а] в зависимости от ctg φк:

ctg φк =  = = 0,5837→ k1= 0,3.

Ударный ток внутреннего короткого замыкания

Iуд = k1∙ I2кт= 0,3∙3008 = 902 А.

Выбираем плавкий предохранитель, исходя из условий:

- номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать напряжению цепи, в которой он установлен;

-номинальный ток предохранителя должен быть больше максимального рабочего тока, протекающего через него;

-номинальный ток плавкой вставки должен быть больше или равен максимальному рабочему току, протекающего через него.

Выбираем предохранитель ПР10-82-1000.

Проверка предохранителя на срабатывание при коротком замыкании

3∙Iплавст < Iуд /.

3∙82 = 246А < 902/1,41=639A, как видим условие выполняется.

Параметры выбранного предохранителя необходимо сводим в таблицу (см. п. 2.5.3.).

2.5.3 Расчет и выбор автоматического выключателя

Для защиты тиристорного преобразователя от внешних коротких замыканий в первичную обмотку трансформатора устанавливают автоматический выключатель.

Для вычисления ударного тока внешнего короткого замыкания определяем коэффициент k2 по [4, рис.1-127а] в зависимости от ctg φк:

ctg φк = = 0,5837→ k2= 0,7.

Ударный ток внутреннего короткого замыкания:

Iуд2 = k2∙ I2кт= 0,7∙3008= 2105А.

Автоматический выключатель выбирают из условий:

-номинальный ток автомата должен быть больше рабочего тока первичной обмотки трансформатора: I1== = 39,5 А;

-номинальное напряжение автомата должно быть больше или равно сетевому напряжению;

-число полюсов должно быть равно числу фаз питающей сети;

-номинальный ток теплового расцепителя должен быть больше рабочего тока I1;

-номинальный ток электромагнитного расцепителя должен быть больше рабочего тока I1;

-ток срабатывания электромагнитного расцепителя должен быть меньше действующего значения ударного тока внешнего короткого замыкания протекающего через выключатель Iуд2/ ∙kmp, т.е. 2105/1,41∙1,73=860А, условие 250А<860А – выполняется.

-ток термической устойчивости должен быть больше тока внешнего короткого замыкания Iуд2/ kmp , в нашем случае 2105/1,73= 1217А < 3500А.

Выписываем параметры выбранного автоматического выключателя в таблицу

3. ВЫБОР СТРУКТУРЫ И ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5