Разработка электропривода бытового полотера
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
2;
DUкэ0 - потеря напряжения на коллекторно-эммиторном переходе в открытом состоянии, В;н - средний ток через ключ в номинальном режиме работы, А.
Подставив численные значения в (44), получим
Динамическая мощность потерь:
DРст = (DWвкл + DWоткл)f = (1,5.10-3 + 1,5.10-3)20.103 = 60 Вт, (45)
где DWвкл - потеря энергии при включении, Дж;
DWоткл - потеря энергии при отключении, Дж;- частота ШИМ.
Выражение (43) принимает вид:
DРн =20 + 60 = 80 Вт.
Проверяем выполнения условия (42):
80 Вт.
Т. к. неравенство выполняется, то на основании этого делаем вывод о том, что выбранные силовые ключи пригодны к применению в данном электроприводе.
Выбор силовых диодов выпрямителя
Выпрямитель подставляет собой однофазный мост, состоящий из четырех силовых диодов VD1-VD4 (см. рис 6)
Средний ток через диод:н.ср = kф. kп. Iн/kохл = 1,06.1,04.68,5/0,8 = 94,4 А,(46)
Где kф = 1,06 - коэффициент формы, учитывающий несинусоидальность тока через диод ;п = 1,4 - коэффициент запаса, учитывающий возможную перегрузку при изменении температуры корпуса диода; охл =0,8 - коэффициент, учитывающий отклонений условий охлаждения от номинальных.ном - номинальный ток нагрузки, А.
Численно:
Первое из условий выбора силовых диодов:
ср > Iн.ср;(47)ср > 14,7 А.
Рабочее напряжение диода определяется по формуле:
раб = kс. Umax/kзн = 1,1. 540/0,8 = 742,5 В,(48)
гдеkс =1,1 - коэффициент, учитывающий возможное повышение напряжения сети;зн = 0,8 - коэффициент запаса по напряжению ;- амплитудное значение напряжения:
В,(49)
где Uс = 220 В - напряжение сети.
Второе из условий выбора силовых диодов:
U ? Uраб (50)? 311 В.
На основании выражений (47) и (50) выбираются силовые диоды типа MUR 160.
Таблица 5 - Технические параметры силового диода MUR 160
ПараметрОбозначениеВеличинаПовторяющееся импульсное обратное напряжениеURRM, B500Максимально допустимый средний токIFAVm,A16Пороговое напряжениеU(TO),B1,2Дифференциальное сопротивлениеrT,мОм,0,95
Проверка диодов по рабочей перегрузке.
Максимально допустимый средний ток через диод:
ср.max > Iср(51)
Определим максимально допустимый средний ток через диод при заданных условиях охлаждения IFAV:
(52)
Где Та - температура окружающей среды; принимаем, что Ta = 60 0C;= Rthjc + Rthch + Rthha - тепловое сопротивление переход - среда,0С/Вт;- тепловое сопротивление переход - корпус, Rthjc=0,08 0С/Вт;- тепловое сопротивление копус - контактная поверхность охладителя, Rthch = 0,015 0С/Вт;- тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя - охлаждающая среда, Rthha = 0,5 0С/Вт;
А(53)
Проверяется выполнение условия (51):
> 14,7 А.
Т.к. неравенство выполняется, то на основании этого делаем вывод о том, что выбранные силовые диоды пригодны к применению в данном электроприводе.
Выбор конденсаторов силового фильтра.
Суммарная емкость конденсаторов силового фильтра :
,(54)
Где Ud - среднее значение выпрямленного напряжения, В:
Тн - постоянная времени нагрузки, с;н - активное сопротивление нагрузки, Ом;
DUс - допустимое повышение напряжения на конденсаторе.
Среднее значение выпрямленного напряжения:= kсх . Uф = 1,1.220 = 242 В,(55)
гдеUф =220 В - фазное напряжение сети;сх = 1,1 - коэффициент схемы для трехфазного выпрямителя.
Допустимое повышение напряжения на конденсаторе:
DUс = 0,1. Ud = 0,1242 = 24,2 В.(56)
Ф.
Определяется максимальное допустимое напряжение на конденсаторе:
;(57)
В.
Выбор зарядного резистора
Определим сопротивление резистора, ограничивающий зарядный ток конденсаторов звена постоянного тока (см. рис. 6):
Первоначальный заряд конденсаторов происходит до напряжения на них примерно равному половине выпрямленного напряжения. При этом время заряда составляет примерно постоянной времени цепи R1C. Исходя из того, что в начальный момент времени напряжение на конденсаторе равно нулю, что соответствует практически короткому замыканию между его обкладками, и ток через диоды не должен превышать допустимого значения 10 А, рассчитаем сопротивление зарядного резистора:
Ом.(58)
где U- выпрямленное напряжение;максимальный ток.
Постоянная времени цепи
с.(59)
Мощность зарядного резистора выберем 20 Вт, так как он работает кратковременно.
6. Проектирование системы автоматического управления
.1 Расчет основных параметров для функциональной схемы САУ
Существует несколько способов построения САУ:
САУ с векторным управлением;
САУ со скалярным управлением.
САУ с векторным управлением более точная и сложнее в реализации, по сравнению со скалярным способом управления, а так как у нас не требуется большая точность, то САУ построим на скалярном управлении.
При скалярном управлении и при малой мощности двигателя (до 5 кВт), вентильный двигатель можно представить двигателем постоянного тока.
Функциональная схема вентильного двигателя представлена на рис. 2.
Функциональная схема вентильного двигателя
Рис. 2
На рисунке: - модуль жесткости, ;
Т - постоянная времени двигателя, ;- суммарный момент инерции двигателя, J=;
Км- коэффициент пропорциональности, .
6.2 Разработка математической модели электропривода
Существует несколько подходов к математическому описанию физических электромагнитных процессов в вентильном двигателе. По сути дела, уравнения, описывающие электромагнитные процессы, дополненные уравнением движения, образуют математическую модель вентиль