Расчет нереверсивного мостового тиристорного преобразователя с нагрузкой ДПТ НВ
Расчет и выбор силового трансформатора для питания тиристорного преобразователя, внешние и скоростные характеристики в режиме прерывистого и непрерывного токов и различных режимов работы. Построение временных диаграмм напряжений и токов в нагрузке.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.10.2012 |
Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО
Заочный факультет
Кафедра «Автоматизированный электропривод»
Контрольная работа
по дисциплине:
«Элементы автоматизированного электропривода»
на тему: «Расчет нереверсивного мостового тиристорного преобразователя с нагрузкой ДПТ НВ»
Выполнил: студент группы 3ЭП-41
Курчев А.А.
Руководитель: доцент
Погуляев М.Н.
Гомель 2012
Содержание
Задание к контрольной работе
1. функциональная схема трёхфазного нереверсивного мостового тиристорного преобразователя с нагрузкой ДПТ НВ
2. Расчет и выбор силового трансформатора для питания тиристорного преобразователя
3. Построение внешних характеристик ТП для различных режимов его работы
4. Расчет и построение скоростных характеристик ДПТ в режиме прерывистого и непрерывного токов
5. Построение характеристик управления ТП при Id =0, Id = 0,5Id.гр и Id = Id. и линейном пилообразном опорном напряжении
6. Построение временных диаграмм напряжений и токов в нагрузке
7. Теоретический вопрос к контрольной работе
Литература
Задание к контрольной работе
(Вариант 20)
1. Рассчитать и построить характеристики нереверсивного мостового тиристорного преобразователя с нагрузкой ДПТ НВ в режиме прерывистого и непрерывного токов.
1.1. Изобразить функциональную схему трёхфазного нереверсивного мостового тиристорного преобразователя с нагрузкой ДПТ НВ.
1.2. Рассчитать и выбрать силовой трансформатор для питания тиристорного преобразователя с нагрузкой ДПТ НВ.
1.3. Рассчитать и построить внешние характеристики тиристорного преобразователя в режиме прерывистого и непрерывного токов при углах управления: б=15o, б=30o, б=45o, б=60o, б=75o, б=90o. Ток нагрузки изменять в пределах от 0 до 1.2•Id.ном.
1.4. Построить скоростные характеристики ДПТ в режиме прерывистых и непрерывных токов при тех же углах управления б.
1.5. Построить характеристики управления ТП при Id=0, 0,5Id.гр и Id.гр, где значение тока Id.гр брать при угле управления б=75o. Форма опорного напряжения - линейная пилообразная, амплитудное значение Uоп.max=12 В.
1.6. Рассчитать и построить временные диаграммы напряжения и тока в нагрузке при угле управления б и токе нагрузки Id, указанных в табл.1.1.
2. Ответить на теоретический вопрос.
9. Влияние дискретности и неполной управляемости на динамические характеристики преобразователя. Полоса пропускания ТП. Структурные схемы и передаточные функции преобразователя.
Таблица 1.1
Исходные данные к расчету нереверсивного мостового ТП
№ варианта |
Тип двигателя |
Pном, кВт |
Uном, B |
з, % |
Rя, Ом |
Rдп, Ом |
Lя, мГн |
nном, об/ мин |
б, |
Id/Idгр, |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
11 |
2ПН200M |
60 |
440 |
90,5 |
0,047 |
0,029 |
1,6 |
3150 |
57 |
0,48 |
1. функциональная схема трёхфазного нереверсивного мостового тиристорного преобразователя с нагрузкой ДПТ НВ представлена на рис.1.1.
2. Расчет и выбор силового трансформатора для питания тиристорного преобразователя
Выбор силового трансформатора производится по расчетным значениям тока I2.расч, напряжению U2ф.расч, и типовой мощности SТ. Напряжение первичной обмотки U1ф должно соответствовать напряжению питающей сети (380/220 В).
Расчетное значение напряжения U2ф.расч вторичной обмотки трансформатора, питающего ТП в режиме непрерывных токов, с учетом необходимого запаса на падение напряжения в силовой части, определяется формулой:
где ku=0,427 - коэффициент, характеризующий отношение напряжений U2ф/Ud?0 в идеальном трехфазном мостовом выпрямителе;
kc=1,1 - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения сети;
k=1,1 - коэффициент запаса, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале;
kR=1,05 - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора, в вентилях и при коммутации;
Ud.ном - номинальное напряжение на выходе преобразователя, равное номинальному напряжению двигателя, Ud.ном= Uном.
Расчетное значение тока вторичной обмотки:
где kI= 0,815 - коэффициент схемы, характеризующий отношение токов I2ф/Id в идеальной мостовой схеме;
ki=1,1 - коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока вентилей от прямоугольной;
Id.ном - значение номинального тока двигателя
где Рном- номинальная мощность электродвигателя;
- номинальный КПД электродвигателя;
- номинальное напряжение электродвигателя.
Рассчитываем (предварительно) действующее значение тока первичной обмотки трансформатора:
где - расчетный коэффициент трансформации трансформатора.
где - фазное напряжение первичной обмотки трансформатора, =220 В;
- схемный коэффициент первичного тока. Для мостовой схемы =0,815. мощность первичной обмотки трансформатора
где -число фаз первичной обмотки, =3.
мощность вторичной обмотки трансформатора
где m2 - число фаз вторичной обмотки трансформатора, =3;
-действующее значение вторичного тока трансформатора;
- фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора. ориентировочно принимаем =;
типовая мощность трансформатора
Трансформатор выбираем из условий:
- номинальное фазное напряжение вторичной (вентильной) обмотки трансформатора должно быть близким к значению U2ф.расч:
0.95U2ф.расч = 226,765 U2ф.ном 1.2U2ф.расч = 286,44
- ток вторичной обмотки трансформатора должно быть больше или равен I2.расч:
I2.ном I2.расч.
- номинальная мощность трансформатора должна быть больше или равна типовой:
Sном SТ.
трансформатор выбирается по [3, табл.8.5].
Таблица 2.1
Параметры силового трансформатора ТСП-125/0,7-УХЛ4
Наименование |
Обозна- чение |
Величина |
|
Номинальная мощность, кВА |
Sном |
117 |
|
Напряжение вентильной обмотки (линейное), В |
U2ном |
410 |
|
Ток вентильной обмотки, А |
I2ном |
164 |
|
Напряжение сетевой обмотки (линейное), В |
U1ном |
380 |
|
Мощность холостого хода, Вт |
Pхх |
520 |
|
Мощность короткого замыкания, Вт |
Pкз |
2700 |
|
Напряжение короткого замыкания, % |
Uкз |
5,8 |
|
Ток холостого хода, % |
Iхх |
4 |
Рассчитываем действительный коэффициент трансформации выбранного трансформатора
где U1ф.ном = U1ном / 3 = 220В, U2ф.ном = U2ном / 3 = 236,7В - номинальные значения фазного напряжения первичной и вторичной обмоток.
действительные значения рабочих токов первичной и вторичной обмоток
I2 = I2расч = 135,07 А
Находим полное, активное и индуктивное сопротивления трансформатора, приведенные к вторичной обмотке:
где Uкз% - напряжение короткого замыкания (табл. 2.1).
- номинальное линейное напряжение вторичной (вентильной) обмотки трансформатора;
Активное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке трансформатора
где Ркз - мощность короткого замыкания, из табл. 2.1;
- номинальный ток вентильной (вторичной) обмотки.
Индуктивное сопротивление, приведенное к вторичной обмотке трансформатора
3. Построение внешних характеристик ТП для различных режимов его работы
= 15, 30, 45, 60, 75, 90
Внешняя характеристика ТП - это зависимость Ed = f(Id) при Uу = const ( = const). Внешние характеристики, полученные при различных фиксированных значениях Uу образуют семейство внешних характеристик.
рассмотрим расчет и построение внешней характеристики при угле управления б = 75°.
В режиме непрерывных токов среднее значение ЭДС ТП Ed не зависит от тока нагрузки Id и определяется только углом управления
Ed = Ed?0 cos = 553,9·cos75° = 143,36В
где Еd?0 - ЭДС условного холостого хода.
Режим прерывистых токов при углах открывания ? гр= 1005 (при p = 6) ограничен эллипсом (рис.3.1 зона I), который описывается уравнениями:
Ed.гр = В cos = 553,9·cos75° = 143,36В
Id.гр = А sin = 78,59·sin75° =75.91A
где В = Ed?0 = 553.9B - большая полуось эллипса (для трехфазной мостовой схемы Ed?0 = 2,34U2ф.ном= 2,34·236,7 = 553,9В).
А - малая полуось эллипса
где х2т - индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к вторичной обмотке;
хd =•Lя -= 2рf· Lя = 2·3,14·50·0,0016 = 0,502 - индуктивное сопротивление цепи нагрузки;
k - число плеч силовой схемы (для мостовых m-фазных схем
k = 2);
p - пульсность схемы (для трехфазной мостовой схемы р = 6).
Рассчитанным значениям Ed.гр = 143.36В и Id.гр = 75.91А соответствует точка 8 на графике (рис. 3.1), которая лежит на границе зон прерывистого и непрерывного токов. В зоне непрерывных токов (зона II, рис.3.1) характеристика проходит параллельно оси тока нагрузки через точки 8 и 9, где точке 9 соответствуют координаты Id = Id.ном =150,67А и Ed = Ed.гр = 143,36В.
Для построения внешней характеристики в зоне прерывистых токов (зона I, рис.3.1) необходимо рассчитать координаты нескольких (7 … 8) точек в этой зоне.
Максимальное значение ЭДС E?d?0 при холостом ходе (Id =0) равно значению ЭДС в цепи нагрузки и определяется в зависимости от угла управления выражениями:
где Edm - амплитудное значение выпрямленной ЭДС (для трехфазной мостовой схемы Edm = U2ф.ном = 236,7 = 579,8В.
На холостом ходе интервал проводимости тиристоров = 0. в режиме прерывистых токов интервал проводимости тиристоров находится в диапазоне 0 /р.
Холостому ходу ТП соответствует точка 1. Поскольку угол управления б = 75° /р=30°, то значение ЭДС холостого тока определяется по формуле:
E?d0= Edm cos(б-/р)= U2ф.ном cos(б-/р)=
=•236,7 cos(75-30)=409 В
Для нахождения координат (Id, Ed) промежуточных точек 2, 3, 4, 5, 6, 7 зададим следующие значения интервалов проводимости тиристоров в данных точках:
2= 0.55•, 3= 0.7•, 4= 0.8•,
5= 0.85•, 6= 0.9•, 7= 0.95•,
Выбор таких значений связан с необходимостью получения более равномерной расстановки точек по значениям тока. Определим, для примера, величину тока и ЭДС в точке 2 (2= 0.55• = =0.57596 рад):
где E2m - максимальное значение ЭДС вторичной обмотки (для трехфазной мостовой схемы E2m =Edm= U2ф.ном = 579,8В.
Аналогично рассчитываются величины тока и ЭДС в остальных точках. Все результаты расчета внешней характеристики при б=75° записываются в табл. 3.1. Указанным выше способом рассчитываются и строятся внешние характеристики при других значениях угла управления б, а полученные результаты так же записываем в таблицу 3.1, дополнив ее строками со значением углов управления.
В режиме непрерывного тока (= /р) ЭДС не зависит от тока и график проходит параллельно оси тока нагрузки (зона II, рис.3.1).
Таблица 3.1
Результаты расчета внешних характеристик
Режим прерывистого тока |
Режим непрерывного тока |
|||||||||
Точки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
б =5???? (75°) |
||||||||||
, рад |
0 |
0.55• |
0.7• |
0.8• |
0.85• |
0.9• |
0.95• |
|||
Id, A |
0 |
10.13 |
21.62 |
32.86 |
39.72 |
47.48 |
56.18 |
75.91 |
150.67 |
|
Ed, A |
409 |
279.7 |
239.59 |
212.2 |
198.37 |
184.47 |
170.5 |
143.36 |
143.36 |
|
б =???? (15°) |
||||||||||
, рад |
0 |
0.55• |
0.7• |
0.8• |
0.85• |
0.9• |
0.95• |
|||
Id, A |
0 |
0.153 |
2.101 |
4.88 |
6.89 |
9.407 |
12.48 |
20.35 |
150.67 |
|
Ed, A |
579.8 |
572.5 |
565.9 |
559.1 |
555.02 |
550.6 |
545.6 |
535.03 |
535.03 |
|
б =??? (30°) |
||||||||||
, рад |
0 |
0.55• |
0.7• |
0.8• |
0.85• |
0.9• |
0.95• |
|||
Id, A |
0 |
3.15 |
8.17 |
13.81 |
17.5 |
21.87 |
26.98 |
39.31 |
150.67 |
|
Ed, A |
579.8 |
551.03 |
533.62 |
519.93 |
512.49 |
504.66 |
496.46 |
479.7 |
479.7 |
|
б =??? (45°) |
||||||||||
, рад |
0 |
0.55• |
0.7• |
0.8• |
0.85• |
0.9• |
0.95• |
|||
Id, A |
0 |
5.94 |
13.69 |
21.79 |
26.91 |
32.84 |
39.64 |
55.6 |
150.67 |
|
Ed, A |
560 |
492.02 |
465.02 |
445.32 |
434.1 |
424.37 |
413.47 |
391.67 |
391.67 |
|
б =??? (60°) |
||||||||||
, рад |
0 |
0.55• |
0.7• |
0.8• |
0.85• |
0.9• |
0.95• |
|||
Id, A |
0 |
8.32 |
18.28 |
28.29 |
34.49 |
41.57 |
49.61 |
68.103 |
150.67 |
|
Ed, A |
502.12 |
399.47 |
364.74 |
340.36 |
327.85 |
315.16 |
302.29 |
276.95 |
276.95 |
|
б =??? (90°) |
||||||||||
, рад |
0 |
0.55• |
0.7• |
0.8• |
0.85• |
0.9• |
0.95• |
|||
Id, A |
0 |
11.26 |
23.49 |
35.19 |
42.24 |
50.14 |
58.92 |
78.63 |
150.67 |
|
Ed, A |
289.9 |
140.87 |
98.12 |
69.59 |
55.37 |
41.21 |
27.12 |
0 |
0 |
Рис.3.1 Внешние характеристики ТП при различных углах управлении б
4. Расчет и построение скоростных характеристик ДПТ в режиме прерывистого и непрерывного токов
= 15, 30, 45, 60, 75, 90
Скоростная характеристика дпт щ=f(Iн), без учета падения напряжения на внутреннем сопротивлении ТП, описывается следующим уравнением:
где
Подставляя в уравнение скоростной характеристики величины ЭДС и токов Iн в различных режимах работы ТП и заданных значений б, строятся скоростные характеристики ДПТ (рис.4.1).
Рис.4.1 Вид скоростных характеристик ДПТ при различных углах управления б
5. Построение характеристик управления ТП при Id =0, Id = 0,5Id.гр и Id = Id. и линейном пилообразном опорном напряжении
Характеристика управления ТП - это зависимость Ed = f(UУ) при заданном значении тока нагрузки Id . Вначале рассчитывается значение Id.гр при =75о:
Id.гр = А sin = 78,59·sin75° =75.91A
а затем и значение Id = 0,5 Id.гр.= 0,5·75,91 = 37,95А
Полученные значения тока, как и значение Id = 0, используются при построении характеристик управления.
Задаваясь необходимым значением тока Id (по заданию три значения: Id =0, 0.5•Id.гр и Id.гр) находим значение л для всех значений угла , используя формулу:
Далее подставляя полученные значения л и угла управления в формулу для ЭДС определяем величину Еd:
Так делаем для трех значений тока Id (0, 0.5•Id.гр и Id.гр). Полученные данные также записываются в таблицы 5.1-5.3.
Напряжение управления при линейной пилообразной форме Uоп по известному значению угла рассчитывается по следующей формуле
Таблица 5.1
Результаты расчета характеристики управления для Id =0
Еd, В |
289.91 |
410 |
502.15 |
560.07 |
579.83 |
579.83 |
|
б, град. |
90 |
75 |
60 |
45 |
30 |
15 |
|
Uупр В |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
Таблица 5.2
Результаты расчета характеристики управления для Id =Id.гр
Еd, В |
3.36 |
143.27 |
276.95 |
391.7 |
479.7 |
535.03 |
|
б, град. |
90 |
75 |
60 |
45 |
30 |
15 |
|
Uупр В |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
Таблица 5.3
Результаты расчета характеристики управления для Id =0.5·Id.гр
Еd, В |
63.74 |
201.7 |
321.4 |
416 |
481.19 |
535.03 |
|
б, град. |
90 |
75 |
60 |
45 |
30 |
15 |
|
Uупр В |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
Рис.5.1 Вид характеристик управления ТП при различных значениях тока нагрузки Id
6. Построение временных диаграмм напряжений и токов в нагрузке
Определяем значение тока Id.гр при заданном угле управления б = 57°.
Id.гр = А sin = 78,59·sin57° = 65.91A
требуемое значение тока Id.
Id = [Id/Id.гр] •Id.гр = 0,48·65,91 = 31,636А
где отношение [Id/Id.гр] = 0,48 - по заданию.
Подставляя значения Id и б в уравнение для тока
рассчитается значение л.
л = 0,838 = 49°
Далее, подставляя значение б и л в выражение для ЭДС
,
определяется значение Еd.
Еd=354,764В
Используя полученные значения л и Еd, а также, зная углы управления б, амплитуды фазного и линейного напряжений:
U2ф.m=U2ф.ном = 236,714 =334,764В
U2л.m= U2ф.ном = 236,714 = 579,83В,
строятся временные диаграммы напряжений и тока в нагрузке, внешний вид которых представлен на рис.6.1.
Рис.6.1 Временные диаграммы
а - напряжение катодной и анодной групп;
б - напряжение на входе ТП; в - ток в нагрузке
7. Теоретический вопрос к контрольной работе
Широкое применение в электроприводе находит трехфазная мостовая схема ТП .Эта схема представляет собой сдвоенную нулевую схему, работающую последовательно в оба полупериода переменного тока.
Поэтому для мостовой схемы:
Ed0 =
, где
-- действующее значение линейной ЭДС вторичной цепи трансформатора, В. По сравнению с трехфазной нулевой схемой мостовая схема имеет преимущества:
1) выпрямленная ЭДС при одном и том же вторичном напряжении трансформатора в 2 раза больше;
2) пульсации выпрямленной ЭДС (частота пульсаций рав на 6f/с=300 Гц) в 2 раза больше по частоте и меньшепо амплитуде;
3) вентильные группы могут подключаться к сети без трансформатора;
4) типовая мощность трансформатора меньше:
Перечисленные достоинства обусловливают преимущественное применение трехфазной мостовой схемы в системах электропривода мощностью в десятки -- сотни киловатт.
Рассмотрим примеры функциональных схем типовых трехфазных ТП промышленных серий. На рис. 2.17, а представлена схема трехфазного мостового нереверсивного ТП. Особенность мостовой схемы в отличие от нулевой заключается в том, что в каждый момент времени открыты два тиристора, включенных последовательно с нагрузкой.
Поэтому для поддержания обоих тиристоров во включенном состоянии ширина открывающих импульсов должна быть не менее 60°, чтобы ТП не смог закрыться в режиме прерывистых токов, так как через каждые 60° происходит отключение одного из тиристоров и включение другого. Широкие импульсы технически сложнее сформировать, чем узкие.
Рис. 2.17. Трехфазная мостовая схема нереверсивного ТП (а) и дич-граммы очередности открывания тиристоров (б) и работы генераторов импульсов (б)
Кроме того, широкие импульсы вызывают дополнительный нагрев тиристоров. Поэтому вместо широких используются сдвоенные узкие импульсы. Каждый тиристор через каждые 60° после основного открывающего импульса (сплошная стрелка на рис.2.17, б) получает дополнительный импульс (штриховая стрелка на рис. 2.17,б). На тиристор с номером i дополнительный импульс поступает от генератора импульсов с номером i+1.
Диаграмма синхронизированной работы генераторов импульсов приведена на рис. 2.17, в, где генераторы импульсов изображены в виде кружков, основные импульсы -- радиальными стрелками, а доп-ные - дуговыми стрелками. В соответствии с диаграммой на рис. 2.17, а короткими вертикальными стрелками показаны входы и выходы у генераторов для дополнительных импульсов.
Цифры устрелок генератора импульсов указывают номера других генераторов,с которыми соединены вход и выход данного генератора. В состав СИФУ входят шесть идентичных блоков управления БУ1--БУ6, в которых на генераторы импульсов поступает разность опорных напряжений генераторов опорных напряжений ГОН1--ГОН6 и общего для всех БУ напряжения управления Uy.
Цепь, в которой сравниваются (Uоп> и U/y, выполняет функцию фазосмещающего устройства. Угол открывания тиристоров регулируется изменением Uу.
На рис. 7.1 приведена трехфазная мостовая схема реверсивного ТП с раздельным управлением. Две вентильные группы ВГ1 и ВГ2 представляют собой два трехфазных моста, включенных встречно- параллельное.
Рис. 7.1. Трехфазная мостовая схема реверсивного ТП с раздельным управлением вентильными группами
При раздельном управлении открывающие импульсы подаются только на одну группу, находящуюся в работе, другая группа при этом закрыта. В связи с этим отсутствует необходимость в уравнительных реакторах. Это снижает массогабаритные показатели ТП, что является достоинством ТП с раздельным управлением. Отсутствие уравнительного тока ухудшает характеристики ТП в зоне малых нагрузок. Однако современные средства управления позволяют корректировать и улучшать работу ТП в зоне прерывистых токов. Поэтому раздельное управление находит все более широкое применение в системах электропривода не только большой, но и малой мощности. Система управления ТП содержит кроме СИФУ1 и СИФУ2, вырабатывающих управляющие импульсы для вентильных групп ВГ1 и ВГ2, логическое переключающее устройство (ЛПУ), выполняющее автоматическое переключение ВГ1 и ВГ2. На ЛПУ возлагаются следующие функции:
1) выбор группы для работы в зависимости от знака управляющего напряжения UУ -- разности задающего напряжения и напряжения обратной связи;
2) запрещение открывания неработающей группы при наличии тока в работающей группе;
3) запрещение снятия открывающих импульсов с работающей группы при протекании в ней тока;
4) обеспечение временной паузы перед включением вступающей, работу группы.
Для реализации перечисленных функций требуется информация о наличии тока в вентильных группах и знаке управляющего сигнала. Эта информация поступает в ЛПУ с датчиков нулевого тока ДНТ1 и ДНТ2, а также с датчика управления ДУ. Так как ЛПУ -- устройство релейного действия, то его входные х0, х1, х2 и выходные y1, y2 величины являются дискретными и характеризуются двумя уровнями: низким (условно 0) и высоким (условно 1). В терминологии алгебры логики сформулированный выше алгоритм работы ЛПУ можно записать в виде структурных формул:
(7.1)
где y1, y2 -- запрещающие сигналы на открывание ВГ1 и ВГ2; x1, х2 -- сигналы наличия тока в ВГ1 и ВГ2; x0 -- сигнал выбора вентильной группы для работы (Х0=0, UУ>0) для ВГ1, Х0=1, UУ<0 для ВГ2); черты над логической переменной означает ее инверсное значение.
В соответствии с (7.1) запрещающий сигнал у1 подается на СИФУ1, если Х2=1 (Id20) или x2=0 и x1=0, но x0=1. Аналогично y2=1 если x1=1 (Id10) или X1=X2=0, но х0=0.
Если на вход ТП подать переменный сигнал управления с частотой fУ>fC, то в выходной ЭДС ТП может появиться постоянная составляющая. Это означает, что преобразование входного сигнала в выходной сопровождается существенными искажениями. Теоретически ТП теряет полностью управляемость при .
В диапазоне частот ТП может пропускать переменный управляющий сигнал, не давая постоянной составляющей. Однако это имеет место только для небольших диапазонов изменения и при определенных начальных фазах входного сигнала. Поэтому практически полоса пропускания ТП ограничивается частотой питающей сети. В этой полосе силовая часть ТП может рассматриваться как безынерционное звено с косинусоидальной зависимостью средней ЭДС от угла открывания.
В отличие от силовой части ТП СИФУ может вносить заметные фазовые сдвиги величины относительно управляющего напряжения. Они определяются инерционностью элементов, входящих в состав СИФУ. В зависимости от исполнения СИФУ как инерционное звено обычно приводится к виду апериодического звена, звена с чистым запаздыванием или к тому и другому вместе. С учетом инерционности СИФУ передаточные функции ТП для линейного участка его характеристики управления имеют вид
(7.2)
; (7.3)
(7.4)
где TП0,0100,015 с; П0,0070,015 с; kП -- коэффициент усиления ТП.
Поскольку инерционность ТП мала, то ее учитывать имеет смысл только для малоинерционной нагрузки, постоянные времени которой соизмеримы с TП и П при условии требуемого высокого быстродействия регулирования выходной координаты нагрузки. Примером такой нагрузки может служить двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. Структурная схема ТП для такой нагрузки определяется в соответствии с (7.2)--(7.4). На рис. 7.2 приведена структурная схема реверсивного ТП с совместным несогласованным управлением, включенного на двигатель.
Для нагрузки с большой индуктивностью, например -- для обмотки возбуждения, область прерывистых токов практически отсутствует. В этом случае IdГР=0 и при несогласованном управлении характеристика обратной связи по току вырождается в характеристику идеального реле. Инерционность ТП ничтожно мала по сравнению с инерционностью указанной нагрузки и не учитывается в расчетах. С учетом отмеченных фактов структурная схема ТП с активно-индуктивной нагрузкой приобретает вид, показанный на рис. 7.3. Для согласованного управления обратная связь по току в структурных схемах рис. 7.2 и 7.3 отсутствует и преобразователь оказывается линейным звеном.
Рис. 7.2. Структурная схема реверсивного ТП с совместным несогласованным управлением вентильными группами при работе на двигатель постоянного тока
Рис. 7.3. Структурная схема реверсивного ТП с раздельным управлением с активно-индуктивной нагрузкой
Рис. 2.19. Характеристики управления вентильных групп реверсивного ТП.
Литература
1. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./ под общ. ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. Т. 1. -М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.
2. Анхинюк В.Л., Опейко О.Ф. Проектирование систем автоматического управления электроприводами: Учебное пособие для вузов. - Мн.: Выш.. шк., 1986. - 143 с.
3. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник/ И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович и др.; Под ред. канд. технических наук В. М. Перельмутера. - М.: Энергоиздат, 1988. - 319 с.
4. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 224 с.
5. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 392 с.
6. Руденко B.C.,. Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники: Учебник для вузов. - М.: Высш. школа. 1980.- 424 с.
7. Справочник по проектированию электропривода и систем управления технологическими процессами /под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - 486 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Выбор тиристорного преобразователя, трансформатора. Расчёт силового модуля, индуктивности, выбор сглаживающего дросселя. Защита тиристорного преобразователя. Сравнительная характеристика разработанного тиристорного преобразователя и промышленного аналога.
курсовая работа [454,6 K], добавлен 04.03.2012Выбор элементов и силовой схемы тиристорного преобразователя. Расчет силового трансформатора, токоограничивающего реактора, дросселей. Автоматические выключатели и защита от перенапряжений. Энергетические характеристики тиристорных преобразователей.
курсовая работа [326,4 K], добавлен 24.09.2014Понятие и функциональные особенности тиристорного преобразователя, принцип его работы, внутреннее строение и взаимосвязь элементов. Работа импульсно-фазового управления. Построение диаграммы напряжений на различных тиристорах, их сравнительное описание.
контрольная работа [567,6 K], добавлен 27.04.2015Выбор силового трансформатора. Расчёт параметров и выбор силового трансформатора. Выбор тиристоров, предохранителей и проверка тиристоров на токи короткого замыкания. Расчёт параметров и выбор сглаживающего реактора. Построение временных диаграмм.
курсовая работа [944,9 K], добавлен 02.04.2009Расчет токов сверхпереходного и установившегося режимов в аварийной цепи при симметричном и несимметричном коротком замыкании. Построение векторных диаграмм токов и напряжений в данных единицах в точке короткого замыкания. Аналитический расчет токов.
курсовая работа [412,6 K], добавлен 13.05.2015Расчёт номинальных данных двигателя. Построение естественной и искусственной характеристики. Расчёт контура тока и скорости. Выбор основных элементов тиристорного преобразователя. Электрические параметры силового трансформатора, выбор тиристоров.
курсовая работа [991,3 K], добавлен 07.01.2014Причины возникновения переходных процессов. Анализ промежуточной схемы, стадии расчета симметричного и несимметричного короткого замыкания. Построение векторных диаграмм токов и напряжений. Расчет активного и индуктивного сопротивления трансформатора.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.03.2012Исследование реверсивного тиристорного преобразователя – двигателя постоянного тока типа ПБВ100М. Расчет, выбор узлов силовой схемы тиристорного преобразователя с трехфазной шестипульсной Н-схемой выпрямления. Выбор системы импульсно-фазового управления.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.12.2012Преобразование переменного тока в постоянный. Способы регулирования напряжения выпрямителей. Блочная схема тиристорного преобразователя серии "КЕМТОР". Определение параметров согласующего трансформатора. Расчет внешних характеристик преобразователя.
курсовая работа [709,2 K], добавлен 12.03.2013Расчет режима работы генератора импульса токов на эквивалентное сопротивление нагрузки. Расчет конденсатора, зарядного устройства, трансформатора, выпрямителя, индуктивно-емкостного преобразователя. Определение электроэрозионной стойкости разрядника.
курсовая работа [439,3 K], добавлен 18.10.2013