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