Выбор элементов силового преоразователя

В данном курсовом проекте необходимо наличие силового преобразователя в виде трехфазной мостовой схемы со средней точкой.

На рисунке 3 представлена реверсивная схема с реверсом по якорю двигателя.

Рис. 3.

Упрощённая принципиальная схема ЭП подачи

Расчет и выбор трансформатора Расчитываем требуемое значение фазного напряжения вторичной обмотки идеального трансформатора.

где К_сх = 1,17 — коэффициент, зависящий от схемы выпрямления;

U_d0 — среднее значение выпрямленного напряжения, принимается равным номиналь-ному напряжению двигателя.

Расчитываем требуемое значение фазного напряжения вторичной обмотки с учетом необходимого запаса U_2Ф =К_с· К_R·U'_2Ф = 1,1· 1,1·94 = 115 B.

где К_С = 1,1 — коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения сети;

k_r = 1,1 — коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения в вентилях, обмотках трансформатора и за счет перекрытия токов.

Требуемое линейное напряжение вторичной обмотки.

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора.

I₂ = К₁· К_i·I_d = 0,577· 1,1·15,9 = 10,09 А.

где К_i = 1,1 — коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока вентилей от прямоугольной;

К₁ = 0,577 — коэффициент схемы;

I_d — среднее значение тока принимается равным току якоря двигателя Мощность выпрямленного тока.

P_d = I_d · U_d = I_я.ном. U_я.ном = 15,9· 110 = 1749 Вт Тогда требуемая мощность трансформатора с запасом.

S_Т = K_с· K_R·K_i·K_п · P_d = 1,1· 1,1·1,1·1,35·1749 = 3142,5 кВА.

где К_п = 1,35-коэффициент повышения расчетной мощности трансформатора.

По требуемой мощности и напряжению выбираем трехфазный трансформатор типа ТТ6, со следующими данными:

трансформатор имеет две вторичные обмотки.

s_h = 6 кВт. U_1П = 380 В.

s₂ = 5,4 кВт U_2П = 208 В.

s₃ = 0,6 к Вт U_3П = 90 В.

Выбор вентилей.

Вентили выбираются по среднему значению выпрямленного тока с учётом возможной перегрузки двигателя и по максимальному значению обратного напряжения.

Максимальное значение выпрямленного тока.

I_max/ = (2,2 2,5)· I_я.н. = 2,5· 15,9 = 39,75 А.

Среднее значение тока через вентиль.

где т' =3 — коэффициент, зависящий от схемы выпрямления.

Расчетная максимальная величина обратного напряжения прикладываемого к вентилю.

U'_{обр. max.} = K_в.т.· U_d = 2,09· 140 = 294 В.

где K_в.т = 2,09-коэффициент, зависящий от схемы выпрямления,.

U_d0 — действующее значение среднего выпрямленного напряжения при питании выпрямителя от выбранного трансформатора.

Максимальная величина обратного напряжения с учетом необходимого запаса По среднему значению тока через вентиль и максимальному обратному напряжению выбираем тиристоры типа Т222−16−6 со следующими предельными эксплуатационными данными:

максимальное обратное напряжение — 600 В.

максимально допустимый средний ток в открытом состоянии — 16 А.

Выбор дросселя Определяем требуемую суммарную величину индуктивности для якорной цепи, обеспечивающую непрерывность тока двигателя.

где U'_п = 0,531U_d0 = 0,531 140 = 74,34 В. — действующее значение переменной составляющей выпрямленного напряжения, из табл.1 [7].

I_min = 0,1· I_я.н. =0,1· 15,9 = 1,59 А.

Индуктивность якоря двигателя.

где в = 0,6 — коэффициент для машин без компенсационной обмотки.

_д.н.= 0,105· n_н. = 0,105· 2200 = 231 рад/сек.

Индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке.

где U_L = 0,095 — индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания трансфор;

матора в относительных единицах.

Индуктивность фазы трансформатора.

Суммарная индуктивность якорной цепи.

L_У = L_д + L_т = 0,898 + 0,344 = 0,1 242 Гн.

Поскольку величина суммарной индуктивности L_У якорной цепи меньше требуемой, значит в якорную цепь нужно ввести сглаживающий дроссель.

Индуктивность дросселя определяем из следующего условия.

L_др. = L_треб.. — L_У = 0,0699 — 0,1 242 = 0,5 748 Гн.

Выбираем дроссель Ш50*60 (в якорную цепь ставим 2 штуки) со следующими параметрами:

номинальный ток, А — 26.

индуктивность, Гн — 0,026,.

активное сопротивление. Ом — 0,089.

Определение расчетных параметров якорной цепи Активное сопротивление якорной цепи.

где б = 1,24 — температурный коэффициент для температуры 75⁰ С.

R_щ = 2/I_я.н. — сопротивление щёточных контактов.

Активное сопротивление обмотки трансформатора.

где U_а = 0,020,03 — активная составляющая напряжения короткого замыкания трансфор;

матора в относительных единицах.

I₂ = 10,09 — действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора,.

(найденое ранее) Коммутационное сопротивление.

Полное активное сопротивление преобразователя.

R_{пол. пр.}=2· (R_т+R_к) = 2· (0,342 + 0,52) = 1,724 Ом.

Суммарное активное сопротивление якорной цепи.

R_У = R_{пол. пр.}+ R_я.ц. = 1,724 + 0,439 = 2,163 Ом.