Расчеты преобразователя частоты для регулирования скорости асинхронного двигателя
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
вании реверсивной схемы с совместимым управлением. При использовании раздельного управления и для нереверсивных схем kу =1.
Считая нагрев тиристора (i2 t) пропорциональным и учитывая математическую зависимость t и ?, можно определить средний ток, протекающий через тиристор:
выбираем большее значение тока,
где kl - коэффициент угла открытия (зажигания) тиристора.
Угол открытия тиристора определяется на основании выражения:
Зависимость коэффициента k? от угла открытия тиристора ? даётся в таблице 1.
Таблица 1. Зависимость коэффициента k? от угла открытия тиристора.
?180?120?90?60?30?k?1,00,8170,7070,5750,407
Тиристоры выбираются по условию: [3]
Выбираем тиристор фирмы IXYS CS23-12L02,Urrm=1200В, Iт=25А(Т=85),
(di/dt)cr= 150 A/ ?s =150?10*6 А/с.
4.4 Выбор токоограничительных реакторов
Токоограничительные реакторы ставятся на входе управляемого выпрямителя и используются для ограничения скорости роста тока в цепи тиристоров. Скорость роста анодного тока является важным параметром, поскольку превышение скоростью допустимого значения приводит к разрушению тиристора.
Реактор выбирается по необходимой индуктивности, току на входе преобразователя и напряжению.
Рассчитаем индуктивность реактора для мостовых схем:
где - максимально допустимая скорость роста анодного тока в цепи тиристора (паспортный параметр тиристора), А/с.
Ток на входе преобразователя:
где DPv - суммарные потери в вентилях випрямителя, Вт;
DUv = 0,5 - 3 В - падение напряжения на тиристоре.
Выберем реактор серии РТСТ (табл. д4):
РТСТ-41-1,01УЗ с параметрами:
номинальное линейное напряжение питающей сети: U=410В,
номинальный фазный ток I=41А,
номинальная индуктивность фазы: L=0,505мГн,
активное сопротивление обмотки R=0,102Ом.
4.5 Расчёт параметров силового контура управляемого выпрямителя
После выбора силового трансформатора необходимо определить индуктивность и активное сопротивление силового контура тиристорного преобразователя.
Индуктивность силового контура тиристорного преобразователя определяется так:
,
где Lтр ф (р) - индуктивность фазы силового трансформатора или токоогра-ничительного реактора, Гн;
n - количество последовательно включенных вторичных обмоток трансформатора или обмоток токоограничительного реактора; = 2 для мостовой и =1 для нулевой схемы випрямителя.
Эквивалентное сопротивление тиристорного преобразователя Rтп:
где Rк - коммутационное сопротивление, Ом.
где р - количество импульсов выпрямленного напряжения за один период переменного напряжения питающей сети,
где W - угловая частота напряжения сети питания, с-1.
Угол включения тиристоров в номинальном выпрямительном режиме определяется из уравнений:
где Ud0 - напряжение на выходе выпрямителя в неуправляемом режиме, В.
где Uф - фазное напряжение в электросети, В;сх - коэффициент схемы; равен 2,34 для мостовой схемы и 1,17 для нулевой схемы выпрямителя.
Для номинального выпрямительного режима угол коммутации или угол перекрытия ?н может быть определенным из уравнения коммутации:
где aн - угол включения тиристоров в номинальном выпрямительном режиме;тр ф (р) - индуктивное сопротивление фазы токоограничительного реактора, Ом.
Xтр ф (р)=??Lр=2?0,505?10*
5. Расчёт параметров фильтра
Сглаживание пульсаций напряжения в цепи постоянного тока происходит с помощью Г - образных или П - образных LC - фильтров.
Значение ёмкости конденсатора определяется уровнем пульсаций напряжения в цепи постоянного тока ?Uс. Если считать, что допустимые пульсации напряжения не превышают 0,1Udн и пренебречь изменением тока при изменении напряжения на конденсаторе фильтра, то можно приравнять ток нагрузки к зарядному или разрядному току конденсатора. В этом случае ёмкость конденсатора определяется по формуле:
,
где - электромагнитная постоянная времени цепи нагрузки, с.
где - период выходного напряжения автономного инвертора, с.
При уменьшении частоты выходного напряжения инвертора необходимая ёмкость конденсатора увеличивается. При fi = 0 она достигает наибольшего значения, которое определяется по формуле:
Если ёмкость конденсатора обозначить в микрофарадах, то расчётная индуктивность фильтра определяется в генри, исходя из требуемого значения коэффициента фильтрации.
где р - количество импульсов выпрямленного напряжения за один период переменного напряжения сети питания, пусть р=12.
Значение коэффициента фильтрации берут из границ (kф=550).
Используя полученные расчётные значения Lф р та Сф р, необходимо выбрать конденсатор и дроссель с учётом величины напряжения и тока цепи постоянного тока:
Выбираем конденсаторы серии КЭП1 []: КЭП1-1,05-63-2У1: U=1,05кВ, С=181,9мкФ, Q=63кВар;
Таблица 2. Параметры выбранного конденсатора.
ОбозначениеНаименованиеКоличествоПримечание СКЭП1-1,05-63-2У1 1 С=181,9мкФ
а дроссели - серии ФРОС (табл. д5): ФРОС - 1000/0,5УЗ (Iнф=800А, L=2,3 мГн, R=4,7 мОм).
Таблица 3. Параметры выбранного дроселя.
Тип реактораНоминальный постоянный ток, АНоминальная индуктивность, мГнАктив