Расчет коммутатора переменного напряжения
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по курсу: Преобразовательная техника
Тема: Расчет коммутатора переменного напряжения
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
коммутатор переменный напряжение амплитуда частота
Таблица 1 - Исходные данные
№ варианта21Ток нагрузки, А500Максимальное напряжение нагрузки, В220Схема силовой частиКоммутатор переменного напряженияНагрузкаактивно- индуктивнаяВариант охлаждения тиристоровводянойВид подключения преобразователя к сетиреакторноеНапряжение сети, В380Частота сети, Гц50
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИЛОВОЙ ЧАСТИ КОММУТАТОРА
.1 Разработка принципиальной схемы силовой части коммутатора
.2 Расчет параметров и выбор элементов силовой части коммутатора
. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАТОРОМ
.1 Выбор блок-схемы системы управления коммутатором
.2 Разработка принципиальной схемы каждого блока системы управления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Управляемые преобразователи электрической энергии нашли широкое применение в промышленных предприятиях. Инженерно-технический персонал, деятельность которого связана с преобразовательной техникой, должен обладать знаниями в области расчета и проектирования силовой части и систем фазового управления тиристорными преобразователями. Целью курсового проекта является подготовка студентов к самостоятельному использованию знаний, полученных при изучении теоретического курса Преобразовательная техника.
Управляемые преобразователи имеют высокую надежность, просты в эксплуатации, имеют высокие технико-экономические показатели и нашли широкое применение в промышленности. Коэффициент полезного действия преобразователей весьма высок и составляет более 95%. К недостаткам тиристорных преобразователей следует отнести - искажение синусоидальной формы напряжения источника питания, что негативно сказывается на характеристиках других потребителей подключённых к этому же источнику электроэнергии.
Электроприводы по системе тиристорный преобразователь-двигатель имеют следующие достоинства:
силовой тиристорный преобразователь исключает электрические инерционности, вносимые цепями возбуждения и якоря генератора, поэтому повышается быстродействие, которое ограничивается главным образом коммутационной способностью и механической инерционностью привода;
электропривод довольно прост и безопасен в работе;
электропривод требует минимального обслуживания;
номинальный КПД преобразователя превышает 95%;
малые габариты, масса, блочная компоновка позволяет сократить требуемые производственные площади, уменьшить капитальные затраты и расходы на установку и эксплуатацию.
В то же время свойственны недостатки:
значительные пульсации на выходе преобразователя порождают проблемы нагрева и коммутации; для улучшения формы кривой выпрямленного тока, как правило, требуется установка сглаживающих реакторов;
перегрузочная способность ТП ниже, чем мотор-генераторного преобразователя;
- при работе ТП искажается форма напряжения в сети переменного тока, как правило, комплектуются сложными аналоговыми или цифровыми системами управления.
В данном курсовом проекте рассматривается создание коммутатора переменного напряжения (КПН). Функциональным назначением КПН является преобразование переменного напряжения с постоянной частотой и амплитудой в регулируемое по амплитуде переменное напряжение с неизменяемой частотой.
Область применения КПН:
организация пусковых и тормозных режимов асинхронных электродвигателей (ЭП) с короткозамкнутым ротором работающих на вентиляторную нагрузку. Вентиляторная нагрузка характерна малым пусковым током;
управление температурными режимами нагревательных элементов;
управление освещенностью в осветительных установках (галогенные нагреватели, лампы накаливания).
Улучшить технико-экономические показатели можно применив современные микропроцессорные системы управления, которые позволят в полной мере использовать высокие регулировочные возможности тиристорного преобразователя.
1 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИЛОВОЙ ЧАСТИ КОММУТАТОРА
1.1 Разработка принципиальной схемы силовой части коммутатора
Согласно варианту в качестве силовой части преобразователя используется трехфазный коммутатор переменного напряжения, принципиальная схема которого показана на рисунке 1.
.2 Расчет параметров и выбор элементов силовой части коммутатора
.2.1 Расчет и выбор силовых тиристоров
Расчет элементов силовой части коммутатора начнем с выбора силовых вентилей. Максимальное напряжение закрытого состояния тиристора найдем по формуле
,
где - максимальное (действующее) значение напряжения на нагрузке (фазное);
- коэффициент запаса, принимаем равным 1,2.
Тогда максимальное напряжение закрытого состояния тиристора будет равно
.
Максимальный ток открытого состояния тиристора найдем по формуле
где - максимальный ток нагрузки, по заданию равен 500 А;
- коэффициент охлаждения (для водяного охлаждения).
По справочнику [1] выберем тиристоры, отвечающие заданным требованиям: T153-800 (тиристор