Основные схемы силовых полупроводниковых приборов
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ляется уравнением: , где - напряжение, поданное на первичную обмотку; - напряжение, измеренное на выводах вторичной обмотки (при погрешность ).
. Трехфазный нулевой выпрямитель предназначен для питания якорной цепи двигателя постоянного тока.
Отличительной особенностью нулевой схемы выпрямителя является то, что в ней необходим трансформатор, так как двигатель включается между общей точкой трансформатора и общей точкой катодов (VT1…VT3) и анодов (VT4…VT6). Ток проводит тиристор, который имеет наиболее высокий потенциал анода по отношению к катоду. В этой схеме точки естественного от крывания вентилей сдвинуты на угол 30 . Каждый тиристор в схеме проводит ток на интервале 2p/3 (РНТ). В данной схеме может наступить явление вынужденного намагничивания трансформатора из-за того, что по обмоткам трансформатора протекает ток, имеющий постоянную составляющую и ряд высших гармонических составляющих. Примем в дальнейших расчетах тиристоры VT1…VT3 - первый тиристорный комплект, а тиристоры VT 4…VT6 - второй тиристорный комплект.
Данный выпрямитель имеет три пульса выпрямленного напряжения за период.
Привод осуществляется двигателем постоянного тока с номинальным напряжением 220В. Очевидно применение понижающего трансформатора с целью повышения cosj преобразователя, поскольку регулирование напряжения выпрямителя при его подключении напрямую к сети 380В влечет за собой большие углы открывания, а, следовательно, и низкий коэффициент мощности.
Реверсивным называется электропривод позволяющий изменить направление вращения электродвигателя. Направление вращения двигателя с постоянным током определяется знаком электромагнитного момента.
Для указанного в задании двигателя 2ПФ132МУХЛ4 с Pном=6 кВт, Uном=220 В, из справочника [2, с 376, приложение табл. 10.11] выписываем следующие технические данные в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 - Технические данные двигателя.
Тип 2ПФ132МУХЛ4Мощность, кВт6Сопротивление обмотки при 15C, Омякоря0,226Напряжение, В220добавочных полюсов0,166Частота вращения, об/минноминальная2360возбуждения111 25,6максимальная4000Индуктивность цепи якоря, мГн1,6КПД, %83,5Момент инерции, кгм20,3
Выбор тиристоров по току
Принцип действия полупроводниковых преобразователей электрической энергии основан на использовании силовых полупроводниковых приборов, которые делятся на следующие основные виды: диоды, тиристоры, симметричные тиристоры (симмисторы), транзисторы.
Выбор тиристоров осуществляется исходя из максимальной загрузки по току, которой соответствует номинальный режим работы электродвигателя.
Определяем IН - номинальный ток нагрузки электродвигателя:
(1.1)
где Pн - номинальная мощность электродвигателя (таблица 1.1), Вт;
Uн - номинальное напряжение на якоре электродвигателя (таблица 1.1), В;
?н - номинальный КПД двигателя (таблица 1.1).
Подставив значения в формулу (1.1) получаем:
.
Рассчитаем среднее и действующее значение тока , протекающего через прибор, для режима работы с максимальной загрузкой по току:
, (1.2)
. (1.3)
Рассчитаем коэффициент формы тока:
(1.4)
.
Для номинального режима работы , а условия охлаждения соответствуют номинальным если при естественном охлаждении максимальная температура воздуха .
По условию 3.8 [1] предварительно выбираем тип прибора и охладитель по максимальному среднему значению тока :
где - коэффициент запаса, учитывающий отклонение режима работы и условий охлаждения от номинальных, , при улучшении, при ухудшении условий работы и охлаждения по сравнению с номинальными;
- коэффициент запаса по току в рабочем режиме (в отличие от режима перегрузки и аварийного режима), ;
- среднее значение тока, протекающего через тиристор, .
Принимаем и подставляем эти значения в условие 3.8 [1] получаем:
.
Из справочника [3, с 176] по силовым полупроводниковым приборам предварительно выбираем тиристоры Т 122-25 с типовым охладителем О221-60, с параметрами ITAV.m = 14 А при естественном охлаждении и Та =40С.
Выбор тиристоров по напряжению
Выбор СПП по напряжению осуществляется по формуле 3.13 [1]:
,
где - коэффициент запаса по рабочему напряжению, =1,65 … 2;
- максимальное значение рабочего напряжения, прикладываемого к СПП в схеме, ;
- номинальное значение максимального обратного напряжения, прикладываемого к вентилю в конкретной схеме;
- коэффициент, учитывающий возможность повышения напряжения в сети, .
.
Примем и подставим полученные значения в выражение 3.13 [1], получим:
=608,1В.
Таким образом, для данных тиристоров Т 122-25 с типом охладителя О221-60 =608,1 В, т.е. нужны диоды 7-го класса по напряжению - Т 122-25-7.
Выбор силового трансформатора
При проектировании трехфазной нулевой схемы трансформатор необходим для создания нулевой точки для питания нагрузки. Если UЯН=220В, то трансформатор нужен, т.к. получение необходимого напряжения за счет увеличения угла при отсутствии трансформатора приводит к большим пульсациям тока нагрузки.
Находим требуемое значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора по формуле 3.16 [1]:
,
где E