Разработка системы "тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока"
Расчет параметров двигателя постоянного тока. Расчёт и выбор согласующего трансформатора, выбор тиристоров. Система импульсно-фазового управления. Моделирование трехфазного трансформатора в режимах короткого замыкания и холостого хода в среде Matlab.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.03.2015 |
Размер файла | 651,6 K |
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/
Содержание
Введение
1. Разработка системы «тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока».
1.1 Исходные данные
1.2 Обоснование выбора схемы выпрямителя
1.3 Расчет параметров двигателя постоянного тока
1.4 Расчёт и выбор согласующего трансформатора
1.5 Расчёт и выбор тиристоров.
1.6 Расчёт защитных цепей тиристоров
1.7 Система импульсно-фазового управления
2. Исследование системы «тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока»
2.1 Моделирование двигателя постоянного тока в среде MATLAB.
2.2 Моделирование трехфазного трансформатора в режимах короткого замыкания и холостого хода в среде Matlab.
2.3 Моделирование системы «тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока» в среде Matlab.
2.4 Построение регулировочной характеристики Ud=f(б)
2.5 Построение внешней характеристики Ud=f(Id)
2.6 Расчёт КПД и коэффициента мощности ч
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Современный автоматизированный электропривод - это высоконадежная и экономичная электромеханическая система, способная полностью обеспечить автоматизацию любого технологического процесса, достигнуть высокого быстродействия и точности при своей работе, улучшить условия труда обслуживающего персонала.
Для приведения в движение рабочих машин основным двигателем является электродвигатель и, следовательно, основным приводом является электропривод, а на современном уровне техники автоматизированный электропривод (АЭП).
Автоматизированным электроприводом называется электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенного для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.
На современном этапе технологического развития существенно возрастает роль автоматизированного электропривода, который в значительной мере стал определять прогресс в областях техники и технологии, связанных с механическим движением, получаемым путем электромеханического преобразования энергии.
Революционизирующее влияние на развитие АЭП оказала разработка и производство полупроводниковых приборов - транзисторов, тиристоров, которые благодаря своим преимуществам стали вытеснять ранее применяющиеся в электроприводе устройства с электронными лампами и ионными приборами. Наряду с системой генератор - двигатель (Г-Д), все шире используется более быстродействующая система Тиристорный преобразователь-двигатель (ТП-Д). Врезультате освоения промышленностью мощных и надежных силовых тиристоров удается создавать преобразовательные устройства большой мощности. ТП отличаются высоким КПД, практически безинерционны, требуют незначительной мощности для управления и с их помощью системы ЭП обладают плавным и широким диапазоном регулирования скорости.
В регулируемых электроприводах постоянного тока в качестве источников питания чаще всего используются тиристорные преобразователи, обладающие практически не ограниченной мощностью, высоким КПД и высоким быстродействием при малой мощности управления. Тиристорные преобразователи являются универсальным средством преобразования переменного напряжения питающей сети в регулируемое постоянное напряжение. Разработана и массово выпускается широкая номенклатура комплектных тиристорных электроприводов постоянного тока, состоящих из согласованных по своим характеристикам составных элементов, узлов и устройств электропривода. Электроприводы выпускаются одно-, двух- и многодвигательными с однозонным и двухзонным регулированием скорости, нереверсивные и реверсивные, с реверсом по цепи якоря или цепи обмотки возбуждения, с обратной связью по скорости, ЭДС, напряжению, положении, моменту, натяжению.
Тиристорный преобразователь постоянного тока представляет собой управляемое выпрямительное устройство, преобразующее в общем случае двухфазную систему переменных (синусоидальных) напряжения в регулируемое по величине постоянное выходное напряжение со знакопостоянным (нереверсивный преобразователь) или знакопеременным (реверсивный преобразователь) током нагрузки.
Достоинства этого типа электропривода:
-высокое быстродействие, которое ограничивается коммутационной способностью двигателя и механической инерционностью привода;
-мгновенная готовность к работе, широкий диапазон температур и длительный срок службы;
- номинальный КПД преобразователя превышает 92-96%;
-малые весогабаритные показатели; блочная компоновка позволяет сократить требуемые производственные площади, уменьшить капитальные затраты и расходы на установку и эксплуатацию.
В то же время тиристорным электроприводам свойственны недостатки:
-пульсации выпрямленного напряжения и тока на выходе тиристорного преобразователя повышают нагрев и ухудшают коммутацию двигателя, что требует установки сглаживающих реакторов;
-при глубоком регулировании напряжения тиристорный преобразователь имеет низкий коэффициент мощности, что требует разработки и установки специальных компенсирующих устройств;
- перегрузочная способность тиристорного преобразователя ниже, чем электромашинного;
-при работе тиристорных преобразователей искажается форма напряжения в сети переменного тока, и возникают помехи.
В настоящее время разработаны различные схемы тиристорных преобразователей и системы регулируемого электропривода на их основе. Промышленностью освоен серийный выпуск комплектных тиристорных электроприводов.
1. Разработка системы «тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока».
1.1 Исходные данные
Необходимо расчитать и смоделировать в системе MatLab двигатель постоянного тока серии:2ПФ200LYXЛ4
Расшифровка маркировки двигателя постоянного тока:
1) 2П-название серии: вторая серия машин постоянного тока.
2) Ф-защищенное с самовентиляцией.
3) 200 - высота оси вращения, мм.
4) L - условное обозначение длины сердечника якоря: L - большая.
5) УХЛ4- для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом четвертой категории.
Технические данные двигателя постоянного тока сведены в таблицу 1.
Таблица 1 - Технические данные двигателя постоянного тока
Мощность Рн, кВт |
Напряжение Uн, В |
Частота вращения , об/мин |
КПД ,% |
Сопротивление обмотки при 15°С, Ом |
Индуктивность цепи якоря Lя, мГн |
||||
номинальная nн |
максимальная nmax |
якоря, Rя |
добавочных полюсов Rд |
возбуждения, Rв |
|||||
20 |
440 |
1000 |
2500 |
85,5 |
0,286 |
0,168 |
31 |
10 |
1.2 Обоснование выбора схемы выпрямителя
Для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока с помощью полупроводниковых вентилей, используют две основных схемы. Схема Ларионова и схема с нулевым выводом . Будем использовать первый вариант - схему Ларионова (Рисунок 1) т.к. трехфазная мостовая схема обладает наилучшим коэффициентом использования трансформатора по мощности, наименьшим обратным напряжением на , коэффициэнт передачи по напряжению равен 2,34.
Рисунок 1 - Схема трёхфазной мостовой схемы выпрямителя(Схема Ларионова).
К недостаткам схемы можно отнести:
1) увеличенное количество вентилей;
2) выпрямитель не может быть применен для работы в однофазной бытовой сети.
Достоинствами схемы выпрямления являются:
1) низкий уровень пульсаций;
2) наименьшее обратное напряжение на тиристорах.
1.3 Расчет параметров двигателя постоянного тока
ток трансформатор тиристор замыкание
Номинальная угловая скорость двигателя определяется по формуле:
,рад/с (1)
где: -номинальная частота вращения, об/мин
Номинальный ток двигателя определяется по формуле:
, (2)
где: - номинальная мощность ДПТ, Вт
- номинальное напряжение якоря, В
- коэффициент полезного действия, %
А.
Суммарное сопротивление цепи якоря:
(3)
где: - сопротивление цепи якоря, Ом
- добавочное сопротивление, Ом
Ом,
Номинальный магнитный поток двигателя определяется по формуле:
,Вс (4)
Вс,
Номинальный момент двигателя определяется по формуле:
, Нм (5)
Нм,
Номинальная ЭДС двигателя определяется по формуле:
, В (6)
В,
Постоянная времени якорной цепи определяется по формуле:
, с (7)
где: - индуктивность якорной цепи, Гн
с,
Постоянная времени обмотки возбуждения определяется по формуле:
, с (8)
с,
Определяем индуктивность обмотки возбуждения:
, Гн (9)
где: - активное сопротивление обмотки возбуждения.
Гн,
Определяем ток в обмотке возбуждения:
, А (10)
где: - напряжение обмотки возбуждения.
А,
Индуктивность цепи намагничивания двигателя определяется по формуле:
, Гн (11)
Гн,
1.4 Расчёт и выбор согласующего трансформатора
Определяем фазное напряжение на вторичных обмотках трансформатора:
, В (12)
где: - отношение равное , для трёхфазной мостовой схемы принимает значение равное 0,427;
- коэффициент учитывающий возможное снижение напряжения в цепи, принимаем из интервала , принимаем ;
- коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение выпрямленного напряжения за счёт отклонения управляющих импульсов от их расчётного положения. Для синхронизации многоканальных систем управления принимают их интервала , принимаем ;
- коэффициент запаса, учитывающий внутреннее падение напряжения в тиристором преобразователе. Принимаем .
В,
Определяем фазный ток вторичной обмотки трансформатора:
, А (13)
где: - коэффициент, характеризующий отношение трёхфазной мостовой схемы ;
- коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока тиристора от прямоугольной формы . Принимаем .
А ,
Требуемая мощность трансформатора определяется по формуле:
, ВА (14)
где: - коэффициент, характеризующий отношение мощностей , ;
При выборе трансформатора должны выполняться условия:
Выбираем трансформатор ТМ-40
Серия трансформатора : ТМ(Г) 40-6/0,4 УХL1, Y-Yn
Расшифровка маркировки серии ТМ(Г) 40-6/0,4 УХL1, Y-Yn :
1) Т-трёхфазный
2) М- масляный
3) 40-мощность в кВА
4) 6/0,4- высшее напряжение, кВ и низшее напряжение обмоток трансформатора
5) УХL1 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69
6) Y-Yn - схема соединения обмоток трансформатора.
Параметры трансформатора ТМ-40 сведены в таблицу 2
Таблица 2 - Параметры трансформатора ТМ-40
Мощность Sн,кВА |
Напряжение, кВ |
Потери х.х.Рх, Вт |
Потери к.з. Рк, Вт |
Напряжение к.з.Uк, % |
Ток х.х. Iоф, % |
||
Первич. U1фн,В |
Вторич. U2фн,В |
||||||
40 |
6 |
0,4 |
150 |
880 |
4,5 |
2 |
Проверка выбранного трансформатора по току и напряжению.
Коэффициент трансформации выбирается по формуле:
, (15)
где: -линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В
- линейное напряжение первичной обмотки трансформатора, В
Номинальные фазные токи определяются по формулам:
, А (16)
где: - номинальная мощность выбранного трансформатора, ВА
А ,
, А (17)
А ,
Фазные напряжения трансформатора определяются по формулам:
, В (18)
В ,
, В (19)
В ,
Проверяем условия:
Данный трансформатор подходит по заданным условиям.
Напряжение короткого замыкания определяется по формуле:
, В (20)
где: - напряжение короткого замыкания, %.
В ,
Полное сопротивление короткого замыкания рассчитывается по формуле:
, Ом (21)
Ом,
Активная составляющая короткого замыкания рассчитывается по формуле:
, Ом (22)
Ом ,
Реактивная составляющая сопротивления короткого замыкания рассчитывается по формуле:
(23)
Ом,
Приведенное сопротивление первичной обмотки трансформатора к вторичной обмотке трансформатора определяется по формуле::
, Ом (24)
Ом ,
Приведенное реактивное сопротивление первичной обмотки трансформатора к вторичной обмотке трансформатора:
(25)
где: - приведённое реактивное сопротивление первичной обмотки трансформатора к вторичной обмотке трансформатора, Ом
Ом ,
Приведенное реактивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора к первичной обмотке определяется по формуле:
, Ом (26)
Ом,
Приведенное активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора к первичной обмотке трансформатора определяется по формуле:
, Ом (27)
Ом,
Фазный ток холостого хода определяется по формуле:
, А (28)
А,
Активная составляющая сопротивления цепи намагничивания определяется по формуле:
, Ом (30)
Ом
Реактивная составляющая полного сопротивления цепи намагничивания находится по формуле:
,Ом (31)
Ом
Индуктивности обмоток трансформатора и цепи намагничивания определяются по формулам:
, Гн (32)
где: - частота сети.
Гн,
, Гн (33)
Гн,
, Гн (34)
Гн,
1.5 Расчёт и выбор тиристоров
Тиристоры необходимо выбирать по прямому току вентиля и максимальному обратному напряжению, прикладываемому к тиристору в закрытом состоянии.
Прямой и максимальный ток определяются по формуле:
, А (35)
А,
А, (36)
Обратное напряжение определяется по формуле:
, В (37)
В,
Максимальное обратное напряжение определяется по формуле:
, В (38)
В,
Номинильный угол управления вентилями определяется по формуле
(39)
По рассчитанным значениям выбираем тиристор T122-20-10. Тиристор низкочастотный штыревого исполнения. Предназначен для работы в преобразовательных устройствах, в цепях постоянного и переменного тока различных силовых установок. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с жестким выводом.
Основные характеристики тиристора Т122-20-10 приведены в таблице 3.
Таблица 3- Основные характеристики тиристора Т122-20-10
Тип тиристора |
Uобр , В |
Uзс, В |
Iос max, А |
Iос ср, А |
Uос, В |
Uy , В |
Iзс , мА |
Iобр , мА |
Iуот , мА |
Uуот , В |
dU/dt, В/мкс |
tвкл , мкс |
Qrr , мкКл |
|
Т112-20-10 |
1000 |
1000 |
16 |
16 |
1,8 |
3 |
3 |
3 |
40 |
3 |
50-1000 |
10 |
80 |
где: Uобр- Повторяющееся импульсное напряжение;
Uзс- Повторяющиеся импульсное напряжение в закрытом состоянии;
Iос max- Наибольшее значение тока в открытом состоянии;
Iос ср- Средний ток в открытом состоянии;
Uос- Падение напряжения на тиристоре в открытом состоянии;
Uy- Наибольшее постоянное напряжение на управляющем электроде, вызывающее переключение тиристора из закрытого состояния в открытое;
Iзс- Ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении;
Iобр- Повторяющийся импульсный обратный ток;
Iуот -Наименьший постоянный ток управления, необходимый для включения тиристора (из закрытого состояния в открытое);
Uуот- Напряжение между управляющим электродом и катодом тиристора, соответствующее отпирающему постоянному току управления;
dU/dt- Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии;
tвкл- Время включения тиристора;
Qrr- заряд обратного восстановления тиристора.
Расшифровка маркировки тиристора:
1) Т-тиристор.
2) 1-порядковый номер модификации конструкции.
3) 2-обозначение диаметра корпуса по ГОСТ 20859.1-89
4) 2-обозначение конструктивного исполнения корпуса по ГОСТ 20859.1-89
5) 20-максимально допустимы средний ток в открытом состоянии.
6) 10-класс тиристора по повторяющемуся напряжению.
1.6 Расчёт защитных цепей тиристоров
Для защиты тиристорных преобразователей от коммутационных перенапряжений применяют RC цепочки, включенные параллельно тиристорам.
Расчет защитной емкости выполняется по формуле:
, мкФ (39)
где: -заряд обратного восстановления, мкКл;
Принимаем конденсатор фольговый металлизированный полипропиленовый серии К78-2, емкостью С=0,068 мкФ и номинальным напряжением 1000 В.
Расчет защитного сопротивления производится по формуле:
, Ом (40)
где: L-эквивалентное значение индуктивности преобразователя
(), Гн
С-защитная емкость, мкФ
По расчетам принимаем резистор марки ПЭВ-25, сопротивлением R=200 Ом, мощностью 25 Вт
Расшифровка маркировки резистора : ПЭВ-проволочные эмалированные влагостойкие.
1.7 Система импульсно-фазового управления
В выпрямителях в качестве управляемых ключей используются тиристоры. Для открывания тиристора необходимо выполнение двух условий:
* потенциал анода должен превышать потенциал катода;
* на управляющий электрод необходимо подать открывающий (управляющий) импульс.
Момент появления положительного напряжения между анодом и катодом тиристора называется моментом естественного открывания. Подача открывающего импульса может быть задержана относительно момента естественного открывания на угол открывания. Вследствие этого задерживается начало прохождения тока через вступающий в работу тиристор и регулируется напряжение выпрямителя.
Для управления тиристорами выпрямителя используется система импульсно-фазового управления (СИФУ), выполняющая следующие функции:
* определение моментов времени, в которые должны открываться те или иные конкретные тиристоры; эти моменты времени задаются сигналом управления, который поступает с выхода САУ на вход СИФУ;
* формирование открывающих импульсов, передаваемых в нужные моменты времени на управляющие электроды тиристоров и имеющих требуемые амплитуду, мощность и длительность.
По способу получения сдвига открывающих импульсов относительно точки естественного открывания различают горизонтальный, вертикальный и интегрирующий принципы управления.
При горизонтальном управлении (рис. 2) управляющее переменное синусоидальное напряжение uу сдвигается по фазе (по горизонтали) по отношению к напряжению u1, питающему выпрямитель. В момент времени цt=б из управляющего напряжения формируются прямоугольные отпирающие импульсы UGT. Горизонтальное управление в электроприводах практически не применяется, что обусловлено ограниченным диапазоном регулирования угла б (около 120°).
При вертикальном управлении (рис. 3) момент подачи открывающихся импульсов определяется при равенстве управляющего напряжения uу(постоянного по форме) с переменным опорным напряжением uпил (по вертикали). В момент равенства напряжений формируются прямоугольные импульсы UGT.
При интегрирующем управлении (рис. 4) момент подачи открывающих импульсов определяется при равенстве переменного управляющего напряжения uу с постоянным опорным напряжением Uon. В момент равенства напряжений формируются прямоугольные импульсы UGT .
Рисунок 2 - Горизонтальный принцип управления.
Рисунок 3 - Вертикальный принцип управления.
Рисунок 4 - Интегрирующий принцип управления
По способу отсчета угла открывания б СИФУ делят на многоканальные и одноканальные. В многоканальных СИФУ отсчет угла б для каждого тиристора выпрямителя производится в собственном канале, в одноканальных -- в одном канале для всех тиристоров. В промышленном электроприводе преимущественное применение получили многоканальные СИФУ с вертикальным принципом управления.
2. Исследование системы «тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока»
2.1 Моделирование двигателя постоянного тока в среде MATLAB
Рисунок 5-Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением в среде Matlab
На рисунке 5 указаны следующие положения:
1- Блок «Powergui» необходимый для моделирования «Simulink» модели;
2- Двигатель постоянного тока независимого возбуждения;
3- Осциллограф;
4- Источник постоянного напряжения для питания обмотки якоря двигателя постоянного тока;
5- Источник постоянного напряжения для питания обмотки возбуждения двигателя постоянного тока;
6- Блок, в котором задается постоянное значение (в данном случае задается постоянное значение момента двигателя постоянного тока).
Временные диаграммы представлены на рисунке 6.
Рисунок 6 - Временные диаграммы:
а) Угловой скорости вращения двигателя постоянного тока
б) Крутящего момента на валу двигателя постоянного тока
в) Тока в обмотке возбуждения двигателя постоянного тока
г) Тока в обмотке якоря двигателя постоянного тока
2.2 Моделирование трехфазного трансформатора в режимах короткого замыкания и холостого хода в среде Matlab
Модель трехфазного трансформатора в режимах короткого замыкания и холостого хода в среде Matlab представлена на рисунке 7.
Рисунок 7- Модель трехфазного трансформатора в среде Matlab в режимах а)короткого замыкания; б) холостого хода.
2.3 Моделирование системы «тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока» в среде Matlab.
Модель системы «тиристорный преобразователь двигатель - постоянного тока» в среде Matlab представлена на рисунке 8.
Рисунок 8- Модель системы «тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока» в среде Matlab.
1-Блок «Powergui» необходимый для моделирования «Simulink» модели; 2-Трёхфазный трансформатор; 3- Тиристор; 4-6-ти пульсный генератор; 5- Двигатель постоянного тока независимого возбуждения; 6-Оссцилограф; 7- Блок предназначенный для преобразования измеренного значения напряжения и дальнейшего вывода на дисплей; 8- Источник постоянного напряжения для питания обмотки возбуждения двигателя постоянного тока; 9- Блок предназначенный для измерения активной и реактивной мощностей; 10- Дисплей; 11- Блок предназначенный для преобразования входного сигнала; 12- Блок предназначенный для исследования гармонического состава потребляемого тока; 13- Блок предназначенный для измерения напряжения и тока; 14-Блок предназначенный для измерения напряжения; 15- Источник питания
Временные диаграммы представлены на рисунке 9.
Рисунок 9 - Временные диаграммы:
а) Угловой скорости вращения двигателя постоянного тока
б) Крутящего момента на валу двигателя постоянного тока
в) Тока в обмотке возбуждения двигателя постоянного тока
г) Тока в обмотке якоря двигателя постоянного тока
2.4 Построение регулировочной характеристики Ud=f(б)
бн=35,16 - номинальный угол управления рассчитанный по формуле (38).
Таблица 5 - Расчетные значения регулировочной характеристики
б |
0 |
10 |
20 |
35,16 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
Ud |
523,2 |
514,4 |
489,8 |
423,4 |
395,5 |
329,8 |
252,5 |
168,2 |
76,01 |
15 |
0 |
График регулировочной характеристики представлен на рисунке 10.
Рисунок 10-Регулировочная характеристика
2.5 Построение внешней характеристики Ud=f(Id)
Построение внешней характеристики с помошью моделирования системы в среде Matlab
В данном методе требуется, для фиксированных значений тока, определить электромагнитный момент () по формуле (5). Далее для каждого значения электромагнитного момента снять показания вольтметра и построить внешнюю характеристику. Момент изменять в схеме, собранной в среде Matlab.
Данные для построения внешней характеристики приведены в таблице 7.
Таблица 7- Данные для построения внешней характеристики
Id |
0 |
0,15•Id |
0,3•Id |
0,45•Id |
0,6•Id |
0,75•Id |
0,9•Id |
Id |
1,25•Id |
1,5•Id |
|
M |
0 |
31,683 |
63,36 |
95,05 |
126,7 |
158,41 |
190,1 |
211,2 |
264 |
316,8 |
|
Ud |
445 |
438,4 |
435,8 |
432,7 |
430,4 |
427,4 |
425,1 |
423 |
419,7 |
414,7 |
Внешняя характеристика представлена на рисунке 11.
Рисунок 11- Внешняя характеристика
2.6 Расчёт КПД и коэффициента мощности ч
Коэффициент полезного действия определяется по формуле:
, о.е. (41)
Полезная мощность определяется по формуле:
, Вт (42)
, Вт
Найдём полную мощность, как сумму полезной мощности и всех потерь:
Сумма потерь холостого хода и короткого замыкания трансформатора:
, Вт (43)
, Вт
Потери в тиристорах определяются по формуле:
, Вт (44)
, Вт
Добавочные потери определяются по формуле:
, Вт (45)
, Вт
Полная мощность определяется по формуле:
, Вт (46)
, Вт
, о.е.
Расчёт коэффициента мощности :
Активная мощность полученная при моделировании системы в среде MATLAB:
Реактивная мощность полученная при моделировании системы в среде MATLAB:
Полная мощность рассчитывается по формуле:
(47)
Коэффициент мощности рассчитывается по формуле:
(48)
Расчет коэффициента мощности через коэффициент токовых искажений:
Определяем угол коммутации графическим способом:
Период времени коммутации показан на рисунке 12.
Рисунок 12 - Период времени коммутации
Угол коммутации в секундах:
Переводим угол коммутации из секунд в градусы:
(49)
где : - один электрический градус,
Определяем коэффициент искажений:
Для определения коэффициента искажения нужно разложить потребляемый ток на гармоники.
Гармонический состав потребляемого тока представлен на рисунке 13.
Рисунок 13 - Гармонический состав потребляемого тока
Значения тока для нечетных гармоник сведены в таблицу 8.
Таблица 8 - Значения нечётных гармоник потребляемого тока
I1=60,9A |
I5=15,8A |
I9=1,5A |
I13=2,95A |
I17=5,1A |
|
I3=1,5A |
I7=4,83A |
I11=6,71A |
I15=1,765A |
I19=2,15 |
Коэффициент токовых искажений рассчитывается по формуле:
(50)
Угол сдвига между током и напряжением рассчитывается по формуле:
= (51)
Определим коэффициент мощности:
(52)
Заключение
При выполнении расчетно-графического здания был произведен расчет системы тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока независимого возбуждения: рассчитаны параметры ДПТ независимого возбуждения 2ПФ200LYXЛ4, подобран и рассчитан согласующий трансформатор ТМ-40, подобраны полупроводниковые вентили и обеспечена их надежная защита по снабберной цепи. Так же рассчитаны регулировочные и внешние характеристики тиристорого преобразователя, рассчитан коэффициент мощности и коэффициент полезного действия. После расчета произведено моделирование рассчитанной системы в среде MATLAB-Simulink.
Список используемой литературы
1. Абрамович М.И., Диоды и тиристоры в преобразовательных установках./ М.И. Абрамович, В.М. Бабайлов и др. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 432с.
2. Эрл Д.Гейтс, Введение в электронику./ Эрл Д.Гейтс - Ростов-на-Дону: Феникс, 1998. - 640с.
3. Лабунцов В.А., Тиристоры./ Лабунцов В.А., Обухов С.Г. и др. - М.: Энергия,1971.-560с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Выбор силовой схемы преобразователя. Структура и основные узлы системы управления тиристорным преобразователем. Расчет и выбор элементов системы импульсно-фазового управления. Расчет энергетических показателей и построение графиков выходного напряжения.
курсовая работа [908,8 K], добавлен 10.08.2012Проектирование силовой схемы тиристорного преобразователя. Расчет индуктивности и выбор токоограничивающего, уравнительного и сглаживающего реактора. Построение характеристик устройства и системы преобразователь-двигатель, энергетические характеристики.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.04.2015Выбор элементов тиристорного преобразователя. Особенности расчета тиристорного преобразователя для электропривода постоянного тока. Характеристики основных элементов преобразователя и схем защиты. Подбор подходящих под результаты расчета элементов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 14.10.2012Обоснование выбора схемы силового тиристорного выпрямителя. Тепловой расчёт вентилей по току и напряжению, расчет преобразовательного трансформатора. Определение напряжения короткого замыкания, тока холостого хода. Энергетические показатели выпрямителя.
курсовая работа [205,6 K], добавлен 04.04.2014Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний. Максимальные сжимающие силы в обмотках. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания. Расчет параметров короткого замыкания. Выбор оптимального варианта размеров трансформатора.
курсовая работа [112,4 K], добавлен 22.05.2014Расчет регулируемого электропривода постоянного тока; параметры тиристорного преобразователя. Моделирование контуров и скорости тока, настройка на модульный и симметричный оптимумы. Обработка переходных процессов и логарифмических частотных характеристик.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 05.06.2013Выбор схемы тиристорного преобразователя. Определение ЭДС его условного холостого хода. Расчет параметров силового трансформатора. Особенности выбора тиристоров. Выбор сглаживающего и уравнительного реакторов. Защита тиристорного преобразователя.
курсовая работа [344,4 K], добавлен 05.09.2009Определение параметров и структуры управления двигателя постоянного тока. Разработка принципиальной электрической схемы и выбор её элементов. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления скорости с внутренним контуром потока.
курсовая работа [8,5 M], добавлен 29.07.2009Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме. Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению. Расчет параметров пусковых импульсов, схем подавления помех, однофазного мостового выпрямителя и трансформатора. Моделирование силовой части.
курсовая работа [472,7 K], добавлен 02.02.2011Схема ключевого преобразователя напряжения с импульсным трансформатором. Регулировка напряжения и тока через нагрузку. Схема управления обмотками трансформатора. Комплексный расчет однокаскадный параметрический стабилизатор напряжения постоянного тока.
курсовая работа [959,9 K], добавлен 28.04.2014