Разработка автоматизированного электропривода магистрального рудничного конвейера типа 2ЛУ-120
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?роить преобразователь в контроллерные и компьютерные сети, осуществлять настройку ПЧ, а также получать информацию о его работе.
Таблица 4.1-Технические характеристики преобразователей частоты iG5-4RUS
ПараметрЕдиница измеренияДвигатель конвейера питателяДвигатель наклонного конвейераНоминальный токА58Ток перегрузкиА1013Номинальная мощность двигателякВт2,23,7Массакг34Номинальное питающее напряжениеВ3380Диапазон выходного напряженияВ03380Диапазон выходной частотыГц0,1999,9Диапазон регулирования1100Время пускас0,2999,9Время торможенияс0,2999,9Разрешающая способность по частотеГц0,1Статическая ошибка скорости вращения при изменении сетевого напряжения нагрузки температуры % % % 0,1 6,0 0,01Максимальная температура радиатора0С70ОхлаждениеПринудительноеУстойчивость к долговременной работеЧас>24Несущая частота выходного сигналаГц2,5; 5; 10; 16КПДСтепень защитыIP20
4.2 Расчет параметров и выбор элементов силовой цепи
Рисунок 4.1 - Функциональная схема преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока
В преобразователях частоты данного типа переменное напряжение питающей сети выпрямляется и через фильтр подается на автономный инвертор, который в свою очередь преобразует постоянное напряжение в переменное с регулируемой частотой.
Благодаря наличию звена постоянного тока выходная частота преобразователя может регулироваться в широком диапазоне как вверх, так и вниз относительно частоты сети.
Функциональная схема преобразователя, представленная на рис. 9, содержит: выпрямитель В, индуктивно-емкостной фильтр Ф, автономный инвертор И с системой управления СУИ, осуществляющей регулирование напряжения и частоты в статических и динамических режимах в соответствии с принятыми законами частотного регулирования.
Благодаря наличию звена постоянного тока выходная частота преобразователя может регулироваться в широком диапазоне как вверх, так и вниз относительно частоты сети.
Выпрямитель выполняется по трехфазной мостовой схеме реализованной на диодах.
Силовая схема инвертора представляет собой трехфазную мостовую схему, реализованную на транзисторах IGBT с возвратными диодами.
Силовая схема преобразователя частоты представлена на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 - Силовая схема трехфазного преобразователя частоты.
Выбор диодов неуправляемого выпрямителя.
1) Для преобразователя частоты двигателя питателя.
Рассчитаем среднее и действующее значения тока через диод:
,
.
Коэффициент формы тока:
.
Из справочника [4] предварительно выбираем диод по соотношению:
, (4.1)
где IFAVm - максимально допустимый средний ток при заданной температуре корпуса;
kзо=0,81,2 - коэффициент, учитывающий отклонение условий работы диода от номинальных. Примем kзо=0,95.
kзрi=1,21,6-коэффициент запаса по току в рабочем режиме. Примем kзрi=1,6.
Тогда: .
Выбираем диод Д112-10 с охладителем О111-60, с IFAVm=7А при естественном охлаждении и температуре окружающей среды Та=400С.
Для выбранного нами диода вычисляем максимально допустимый средний ток при заданных условиях работы:
, (4.2)
где UТ(ТО) - пороговое напряжение, В;
rТ - дифференциальное сопротивление, Ом;
Тjm - максимально допустимая температура перехода, 0С;
Rthja - тепловое сопротивление переход-среда, ч/Вт, вычисляется по формуле:
, (4.3)
где Rthjс - тепловое сопротивление переход-корпус;
Rthch-тепловое сопротивление корпус-контактная поверхность охладителя;
Rthha - тепловое сопротивление охладитель-охлаждающая среда.
Из справочника [4] значения тепловых сопротивлений:
Rthjс=3 0С/Вт по таблице 5.2;
Rthch=0,3 0С/Вт по таблице 5.3;
Rthha=5,5 0С/Вт по таблице 19.2.
Подставим значения в формулу (4.3):
.
Из справочника [4] определим:
UТ(ТО)=0,9 В по таблице 5.2;
rТ=17,510-3 Ом по таблице 5.2;
Тjm=+190 0С по таблице 5.2.
Подставляем в формулу (4.2):
.
Проверяем соотношение:
; (4.4)
,54<11,3.
Диод удовлетворяет соотношению (4.1).
Максимальное допустимое напряжение, прикладываемое в схеме преобразователя не должно превышать допустимого значения повторяющегося импульсного напряжения, определяющего класс вентиля по напряжению:
, (4.5)
где Uобр.m - максимальное значение напряжения:
;
kзи=1,31,5-коэффициент запаса по напряжению, принимаем kзи=1,5;
kс=1,1 - коэффициент учитывающий повышение напряжения сети.
Подставляем значения в (4.5):
.
Выбираем диод 9 класса по напряжению, т.е. URRM=900 В.
Проверим диоды по перегрузочной способности. Определим средние потери мощности для тока, соответствующего перегрузке:
, (4.6)
где
,
где kзрim - коэффициент запаса по току рабочей перегрузки, примем kзрim=1,2, тогда:
.
Подставим значения в формулу (4.6):
.
Определяем средние потери мощности для тока, предшествующего перегрузке:
, (4.7)
.
Определяем переходное тепловое сопротивление переход-среда:
, (4.8)
.
По графику зависимости Z(th)tja=f(t) (рисунок. 19.8 [4]) определяем допустимое время перегрузки tпер.max=9 c.
Считаем, что время перегрузки равно времени пуска электродвигателя, которое было рассчитано в п. 3.4., т.е. tпер.=6,96 с. Так как время пуска двигателя меньше допустимого времени перегрузки, то выбранные нами диоды удовлетвор