Разработка системы управления механизмом подъема мостового крана
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
передаваемая мощность, кВт: Min…………....………….39 . Max…………..………….196
Масса, кг………………………..…………………………………..........…2120
Частота вращения быстроходного вала, об/мин, не более……......…….1800
2.4 Расчет широтно-импульсного преобразователя (ШИП).
2.4.1 Исходные данные для расчета.
Рассчитаем транзисторный ШИП для управления двигателем постоянного
тока ДПТ (типа 2ПН280м) по цепи якоря в динамическом режиме.
Данные двигателя:
- номинальное напряжение В;
- номинальная мощность Вт;
- номинальный ток якоря А;
- номинальная частота вращения об/мин;
- момент инерции якоря двигателя кгм2;
- сопротивление якорной обмотки Ом;
- индуктивность якорной цепи двигателя
Гн (2.14)
Для получения линейных характеристик по каналу управления примем для ШИП симметричный закон коммутации силовых ключей .
С учетом номинального напряжения Uн, потерь на силовых ключах в режиме насыщения ?Uк и необходимости 20-% запаса по напряжению, выбираем источник питания с напряжением
, В (2.15)
где Uk потери напряжения на насыщенном силовом ключе, В.
.
Ток якоря двигателя в динамических режимах может превышать Iн в 2,54 раза, поэтому расчетный ток силового транзисторного ключа принимаем
=392, А (2.16)
2.4.2Выбор силовых полупроводниковых элементов.
Выбираем для транзисторного ключа IGBT-модуль CM400DU-12F (Mitsubishi Electeric)
со следующими параметрами:
- напряжение коллектор-эмиттер, Uкт, В……………………………..........600
- напряжение насыщения коллектор-эмиттер, Uктнас, В………......……...2,2
- максимальный ток коллектора, Iкmax, А...……………………......……...400
- импульсный ток коллектора, Iкн, А...…………………………..................800
- время включения, tвкл, c……………………………………….............0,410-6
- время выключения, tвыкл, c………………………………….........…...0,710-6
- тепловое сопротивление переход-корпус, Rтеп, С/Вт…..........…..….0,12
- мощность рассеяния на коллекторе, Ррк, Вт….……..………….........….1100
Выбираем диод, шунтирующий IGBT-модуль, например диод Д161-400 со следующими параметрами:
- действующий ток, IVD, А………………………………........…………….400
- пороговое напряжение, U0, В…………………………………..................1,35
- динамическое сопротивление, RVD, Ом………..…………........………..0,002
- сопротивление при типовом охладителе и естественном охлаждении, RVDT, С/Вт…..…………....................................................…………….......................0,55
максимальная температура структуры, ?pn, С………………….........…..140
2.4.3Определение оптимальной частоты коммутации ШИП.
В связи с применением ненасыщенного ключа коэффициент форсировок на включение и отключение транзистора принимается: К1 = 1, К2 =1.
Длительность фронта и спада коллекторного тока силового ключа в паспортных данных силового модуля:
с;
с;
Определяем оптимальную частоту коммутации ШИП:
,Гц (2.16)
где
для ШИП с симметричным законом коммутации;
, (2.17)
Принимаем частоту коммутации Гц.
2.4.4 Определение постоянных и базовых величин, необходимых для расчетов электромагнитных нагрузок энергетического канала.
Конструктивная постоянная двигателя:
, Вс/рад (2.18)
Базовая скорость:
, рад/с (2.19)
Базовый ток:
, А (2.20)
Базовый момент:
, Нм (2.21)
Учитывая, что ШИП с симметричным управлением не искажает естественных механических характеристик двигателя, определяем относительную продолжительность включения в номинально режиме:
, (2.22)
Относительная скорость в номинальном режиме:
, рад/с (2.23)
,
Относительная электромагнитная постоянная времени:
. (2.22)
где Т период коммутации,
с. (2.24)
На естественной механической характеристике ДПТ для максимального тока двигателя в динамическом режиме (А) определяем частоту вращения:
, рад/с (2.25)
Определим относительное значение этой скорости:
, рад/с (2.26)
2.4.5 Среднее значение тока двигателя,
,А (2.27)
, А (2.28)