Дипломная работа. объект разработки - вентильный преобразователь привода ножниц обжимного цеха ОАО АМК - файл n9.doc

Дипломная работа. объект разработки - вентильный преобразователь привода ножниц обжимного цеха ОАО АМК
скачать (8704.9 kb.)
Доступные файлы (65):
n1.doc43kb.01.01.2003 03:47скачать
n2.doc114kb.13.06.2008 13:39скачать
n3.doc1671kb.13.06.2008 13:45скачать
n4.doc303kb.13.06.2008 00:00скачать
n5.doc101kb.13.06.2008 00:01скачать
n6.doc30kb.01.01.2003 02:49скачать
n7.doc496kb.21.06.2008 19:01скачать
n8.doc616kb.13.06.2008 01:21скачать
n9.doc367kb.13.06.2008 14:15скачать
n10.doc738kb.01.07.2008 18:39скачать
n11.doc475kb.13.06.2008 14:20скачать
n12.doc808kb.13.06.2008 14:25скачать
n13.doc424kb.01.07.2008 18:41скачать
n14.doc438kb.01.01.2003 04:08скачать
H. simulink-default.doc133kb.14.06.2008 10:41скачать
n17.doc145kb.14.06.2008 10:13скачать
n18.doc143kb.14.06.2008 10:16скачать
n19.doc187kb.14.06.2008 10:21скачать
n20.doc168kb.14.06.2008 09:32скачать
n21.doc92kb.14.06.2008 10:18скачать
n22.doc201kb.14.06.2008 10:35скачать
n23.doc164kb.10.06.2008 05:32скачать
n24.doc320kb.10.06.2008 00:59скачать
n25.doc29kb.12.06.2008 13:07скачать
n26.doc30kb.12.06.2008 16:56скачать
n27.doc29kb.12.06.2008 13:08скачать
n28.doc30kb.13.06.2008 13:30скачать
n29.doc29kb.13.06.2008 13:31скачать
n30.doc30kb.13.06.2008 13:31скачать
n31.doc30kb.13.06.2008 13:32скачать
n32.doc30kb.13.06.2008 13:32скачать
n33.doc27kb.14.06.2008 10:41скачать
n34.doc30kb.13.06.2008 13:34скачать
n35.doc30kb.13.06.2008 13:36скачать
n36.doc38kb.08.06.2008 02:44скачать
n37.doc54kb.10.06.2008 05:47скачать
n38.doc80kb.13.06.2008 13:26скачать
n39.doc38kb.13.06.2008 13:23скачать
n40.doc243kb.01.01.2003 03:37скачать
n41.doc91kb.01.01.2003 04:14скачать
n42.doc59kb.01.01.2003 04:38скачать
n43.cdw
n44.cdw
n45.cdw
n46.cdw
n47.cdw
n48.cdw
n49.cdw
n50.cdw
n51.jpg454kb.01.01.2003 05:06скачать
n52.jpg373kb.01.01.2003 05:07скачать
n53.jpg705kb.01.01.2003 05:12скачать
n54.jpg451kb.01.01.2003 05:14скачать
n55.jpg869kb.01.01.2003 05:16скачать
n56.jpg363kb.01.01.2003 05:17скачать
n57.db
n58.jpg424kb.01.01.2003 05:36скачать
n59.tifскачать
n60.tifскачать
n61.tifскачать
n62.tifскачать
n63.tifскачать
n64.tifскачать
n65.db
n66.tifскачать

n9.doc

4 РОЗРАХУНОК СИЛОВОЇ ЧАСТИНИ ПЕРЕТВОРЮВАЧА

4.1 Оцінка елементів ідеального перетворювача
Напруга мережі живлення по стандарту на якість електричної енергії може максимально відхилятися від номіналу до ± 10 %. Тому необхідно забезпечити номінальну випрямлену напруга й при мінімально можливій напрузі мережі, при цьому кут регулювання ? у випрямлячі раціонально мати рівним нулю. Тоді з огляду на, що Uя.н. = Ud0, маємо формулу
(4.1)
де Ud0 - випрямлена напруга, В.

Взявши до уваги, що обмотки трансформатора будуть з'єднані за схемою зірка - зірка й коефіцієнт трансформації вхідного трансформатора можна знайти за формулою
(4.2)
де U1min – мінімальне значення напруги на первинній обмотці трансформатора, В;

U2min – мінімальне значення напруги на вторинній обмотці трансформатора, В.

Знаходимо й всі інші розрахункові величини.

Середнє значення випрямленого струму знаходимо за формулою
(4.3)
де Pя.н. – номінальна потужність двигуна, Вт;

Uя.н. – номінальна напруга двигуна, В.

Середнє значення анодного струму вентиля знаходимо за формулою
(4.4)
Діюче значення анодного струму вентиля визначимо формулою
(4.5)
Вибираємо тиристор за середнім значенням анодного струму з урахуванням коефіцієнта запасу він дорівнює 40%. Приймаємо до установки три тиристорних паралельних мости з тиристорами типу SP700C16L, кориcтуючись літературою [16]. Технічнічні характеристики тиристора вказані в додатку Е.
Діюче значення вторинного струму трансформатора знаходимо за формулою
(4.6)
Діюче значення первинного струму трансформатора визначимо за допомогою формули

(4.7)
Типова потужність трансформатора визначиться з обліком того, що напруга мережі може бути більше номінального. Визначимо потужність трансформатору за допомогою формули
(4.8)
де U1max – максимальне значення напруги на первинній обмотці трансформатора, В;

I- струм первинної обмотки трансформатора, А.

До встановлення приймаємо трифазний трансформатор типу ТРСЗП – 6300/800-Р–У з наступними параметрами , кориcтуючись літературою [16].

Якщо за коефіцієнтом трансформації Кт готовий промисловий трансформатор не підходить, то буде потрібно проектування й виготовлення свого трансформатора, що буде мати приблизно ті ж значення параметрів, що цікавлять нас. Тому через ці параметри трансформатора визначимо потрібні нам параметри елементів Т-образної схеми заміщення трансформатора.

Модуль повного опору короткого замикання трансформатора можна визначити за допомогою формули
(4.9)
де UКЗ – напруга короткого замикання, В.

Активний опір обмоток трансформатора, наведений до вторинної сторони знаходимо за формулою
(4.10)

Реактивний опір розсіювання обмоток трансформатора, наведений до первинної сторони знаходимо за формулою
(4.11 )
Тоді той же опір, наведений до вторинних обмоток трансформатора, який називається вже анодним опором Ха, буде дорівнювати:
(4.12)

(4.13)
Залишилося оцінити параметри реального реактора, що згладжує, Ld, розрахунок якого робиться для найгіршого по якості випрямленого струму режиму з максимально можливим кутом регулювання ?max. Цей кут регулювання з'явиться при роботі випрямляча з максимальною напругою в мережі й буде визначатися з регулювальної характеристики випрямляча.
(4.14)
де ?max – максимально можливий кут керування,°.

Тоді,

(4.15)


Коефіцієнт пульсацій випрямленого струму заданий не гірше 0,07, тобто ,звідки де Id(6) – амплітуда першої гармоніки пульсацій випрямленого струму, що є в шестипульсном випрямлячі шостою гармонікою стосовно частоти напруги живильної мережі. Ця гармоніка в струмі визначається через відповідну гармоніку у випрямленій напрузі, при максимальній напрузі мережі 6300 В буде дорівнювати
(4.16)
Звідси необхідна сумарна індуктивність контуру випрямленого струму знаходиться за формулою
(4.17)
Знаходимо індуктивність реактора, що згладжує за формулою
(4.18)
Підбираємо підходящий реактор, що згладжує, на струм не менш 4750 А, кориcтуючись літературою [16]. Це реактор типу СРОС-5000. В нього активний опір обмотки буде дорівнювати Rф= 0, 012 Ом при індуктивності 3,5·10-3 Гн.

4.2 Розрахунок перетворювача з урахуванням дійсних параметрів елементів схеми

Наявність реальних елементів приводить до появи при навантаженні

випрямляча втрати напруги усередині випрямляча ?U, що потребує завищення напруги холостого ходу випрямляча, що в відповідності з узагальненим рівнянням зовнішньої характеристики дорівнює (при мінімальній напрузі мережі)
(4.19)

В середині випрямляча губиться напруга ?U
(4.20)
Тоді відповідне йому діюче значення вторинної напруги трансфор-матора при мінімальній напрузі мережі знаходимо за формулою
(4.21)
і коефіцієнт трансформації
(4.22)

Типова потужність трансформатора залишиться такою самою, якщо не ураховувати впливи комутації на неї. Для оцінки цього впливу знайдемо спочатку кут комутації ? для випадку максимального напруги в мережі за формулою
(4.23)

(4.24)
Типова потужність трансформатора з урахуванням виправлень на комутацію змінюється мало й може не враховуватися.

Тепер можна визначити параметри вентилів по зворотній напруги, що може досягати при максимальній напрузі мережі наступного значення
(4.25)
З обліком можливих імпульсних перенапруг в середині перетворювача та в мережі вибирають вентиль із коефіцієнтом запасу по

напрузі 1,5...2. В підсумку це буде вентиль SP700C16L.

Зменшення Кт приведе до коректування максимального значення кута регулювання ?' max, що тепер буде визначатись співвідношенням
(4.26)



Шоста гармоніка випрямленої напруги тепер повинна визначитись з урахуванням з’явившегося кута комутації ? і буде дорівнювати
(4.27)
Пропорційно на 40 % збільшиться й індуктивність реактора що згладжує Ld. До встановки приймаємо реактор типу СРОС 5000 – 5Ч10-3 мГн.

Залишилося перевірити обмеження завдання на вхідний коефіцієнт

потужності. Для цього необхідно знати активну потужність на виході перетворювача з урахуванням її втрат в середині перетворювача. Втрати потужності в трансформаторі можна знайти за формулою
(4.28)


Втрати активної потужності у вентилях:
(4.29)


Втрати активної потужності в реакторі, що згладжує:
(4.30)
Загальні втрати потужності усередині випрямляча:
?P = ?Pтр + ?Pв + ?Pф =60+ 31 + 300= 391 кВт. (4.31)

Тоді вхідний коефіцієнт потужності перетворювача при номіналь-ному значенні напруги мережі буде дорівнювати співвідношенню
(4.32)
а при максимальній напрузі мережі
(4.33)
тобто вище, ніж задане обмеження.

ККД перетворювача при номінальній напрузі мережі знайдемо за формулою
(4.34)
Таким чином, спроектований перетворювач задовольняє всім вимогам завдання.
4.3 Вибір захисту силової частини
На напівпровідникові вентилі впливають наступні перенапруги:

- перенапруги, обумовлені фізичними процесами в напівпровід-никових тиристорах у моменти комутації струму за рахунок ефекту нагромадження носіїв;

- комутаційні перенапруги, що виникають у моменти відключення ланцюгів з індуктивністю;

- перенапруги, обумовлені резонансними явищами в перетворювачах;

- зовнішні перенапруги, що надходять із мережі при переривчастих коротких замиканнях на землю, при розрядах блискавки й ін.

Перенапруги можуть привести до електричного пробою вентилів, як правило, що приводить до виникнення коротких замикань.

Для обмеження періодичних комутаційних перенапруг застосовуються захисні RC-ланцюжки, що підключаються паралельно тиристору.

Опір і ємність знаходимо за формулами
(4.35)

(4.36)
Вибираємо дротовий резистор (ПЕВ 12 Ом; Р = 25 Вт), і ємність МБГП (С = 4,7мкф; U = 400 В), кориcтуючись літературою [6].

Для захисту від зовнішніх перенапруг (наприклад, при вмиканні-вимиканні трансформатора) застосовуються RC - ланцюг, що підключаються на випрямлену за допомогою діодного моста напругу. Параметри елементів ланцюга визначаються з найнебезпечнішого режиму - відключення трансформатора на холостому ходу.

Діоди випрямляча вибираються з умови:

1600(В);

> 10(А).

Вибираємо діод 10ets08s (Uзв= 1600 В, Iном= 10 А, Iуд. а = 200 А ), ко-риcтуючись літературою [16].Технічні характеристики вказані в додатку Ж.

Величина ємності рівняється:
(4.37)


(4.38)

де - відсоток струму, що намагнічує, від номінального струму вторинної обмотки згідно з потужністю трансформатора:

Робоча напруга ємності знаходиться за формулою



(4.39)

Установлюємо чотири паралельно з'єднані ємності типу МБГВ із параметрами (С = 160 мкф; U = 500 В), кориcтуючись літературою [6].


Резистор R1 повинен обмежувати струм через вентилі діодного моста при включенні так, щоб він не перевищував припустимий для діода ударний струм IА.В, для чого повинне втримуватися співвідношення:
(4.40)

де - номінальна фазна напруга вторинної обмотки трансформатора
(4.41)
Вибираємо дротовий резистор (R = 2,5 кОм; Р = 1 Вт).

Величина опору R2 визначається після вибору R1 і діодів, виходячи із середнього струму діода IA за формулою
Ом. (4.42)
Визначимо потужність опорів по наступних формулах
(4.43)

(4.44)

Запобіжники, що встановлено послідовно кожному тиристору, вибираються з умов, щоб номінальний струм запобіжника був більше
(4.45)

Вибираємо запобіжники типу ПНБ-2-41 з параметрами, кориcтуючись літературою [16].

Номінальна напруга, В..................................................................1000

Номінальний струм, А................................................................ . 1250


Для захисту перетворювача у випадку коротких замикань застосовуємо швидкодіючий автоматичний вимикач типу ВАБ -49 - 5500/10 - КУХЛ4, кориcтуючись літературою [16].



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации