Расчеты преобразователя частоты для регулирования скорости асинхронного двигателя
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ное сопротивление, мОмФРОС - 1000/0,5УЗ5003,257,5
6. Выбор элементов защиты преобразователя частоты
В полупроводниковых преобразователях могут возникнуть аварийные режимы, сопровождающиеся недопустимыми по значению и длительности токами через вентили, например: - внешнее короткое замыкание; - внутреннее короткое замыкание (пробой вентиля); - опрокидывание инвертора ведомого сетью; - выключение вентилей в неработающей группе в реверсивных управляемых выпрямителях с раздельным управлением вентильными группами; - появление чрезмерных уравнительных токов в реверсивных управляемых выпрямителях с общим управлением тиристорными группами.
.1 Выбор автоматического выключателя
Автоматические выключатели являются защитными аппаратами многократного действия и предназначены для защиты вентильных преобразователей от внешних коротких замыканий, опрокидывания инвертора и перегрузок по току. Автоматические выключатели переменного тока устанавливаются в преобразователях или на первичной стороне трансформатора, либо к токоограничительным реакторам в бестрансформаторном варианте. Автоматический выключатель выбирается по условию
где Iп - номинальный ток автоматического выключателя, А;
Iвх - ток на входе преобразователя частоты, А.
Выбираем автоматических выключатель:
Таблица 4. Параметры автоматического выключателя.
Тип устройстваНоминальный ток, IнТок теплового расцепителя, IтВставка тока отсечки, IмаксNZM4-40 40 А25-40 А260-500 А
6.2 Выбор плавких предохранителей
Для защиты силовых вентилей преобразователя частоты при внешних и внутренних коротких замыканиях широко применяются быстродействующие плавкие предохранители. Предохранители устанавливаются в звене постоянного тока, а также последовательно в цепи каждого вентиля выпрямителя и автономного инвертора. Выбор предохранителей, устанавливаемых в звене постоянного тока, выполняется из условий:
где Uвст, Iвст - напряжение и ток плавкой вставки предохранителя, В, А.
Таблица 5. Параметры выбранного предохранителя.
Типоисполнение предохранителяНоминальное напряжениеНаибольшее рабочее напряжениеНоминальный ток предохранителяНоминальный ток отключенияМинимальный ток отключенияМощность потерькВкВАкААВтПКТ 111-6-31,5-20 У367,2 31,52031558
Предусматривается выбор и установка двух предохранителей.
Выбор предохранителей автономного инвертора напряжения выполняется из следующих условий:
где Iкл - среднее значение тока, проходящего через ключ автономного инвертора напряжения, А.
Предусматривается выбор и установка шести предохранителей. Выбор предохранителей реверсивного управляемого выпрямителя автономного инвертора напряжения выполняется из условий:
где Umv - наибольшее значение напряжения на тиристоре, В;
Idv - среднее значение тока, проходящего через тиристор управляемого выпрямителя, А. Принимаем к установке двенадцать предохранителей, по шесть на инверторные и выпрямительные группы. Считаем, что ток через вентиль при инвертировании и не превосходит ток выпрямительного режима.
.3 Защита от перенапряжения
Процессы, происходящие в вентильных преобразователях, часто сопровождаются перенапряжением, которые, воздействуя на вентили, могут привести к их пробою, что повлечет короткое замыкание. Основным видом перенапряжений являются коммутационные схемные перенапряжения, вызываемые периодическим переходом вентилей из закрытого состояния в открытое и наоборот. Для защиты от коммутационных перенапряжений применяются RC-цепочка, которая включается параллельно тиристорам (рис. 5). Для схем с напряжением менее 1000 В рекомендуются следующие параметры: Rvs=50 - 200 Ом, Сvs = 0,2 - 1 мкФ. Принимаем Rvs=125Ом, Сvs = 0,6 мкФ.
Рис. 5. Схема включения RC - цепочки.
Параметры RC-цепочки также можно определить. Емкость конденсатора определяется так:
,
где Uк - напряжения короткого замыкания трансформатора, в.о.;
W - угловая частота напряжения сети, с-1;зв m - максимальное значение обратного тока, А;dv - средний ток, который протекает через тиристор, А;v m - наибольшее значение напряжения на тиристорах, В. Максимальное значение обратного тока:
где t - время обратного восстановления запирающих свойств вентиля, с. Сопротивление выбирается равным:
7. Анализ работы автономного инвертора напряжения и расчет графиков мгновенных значений тока в установившемся режиме для заданной частоты
.1 Анализ работы автономного инвертора напряжения
Выпрямленное напряжение подается на силовой фильтр, обеспечивающий две функции: сглаживание выходного напряжения выпрямителя и циркуляцию реактивной мощности в ПЧ. После фильтра напряжение постоянного тока подается на вход инвертора, который преобразует напряжение постоянного тока Ud в трехфазное напряжение U1рег регулируемой частоты f1рег и подает его на двигатель. Частота выходного напряжения f1рег инвертора регулируется блоком управления в функции сигнала управления Uy.
Рисунок 6. Автономный инвертор напряжения с контуром протекания тока.
Данная схема работает так: в один момент времени одновременно работают три транзистора, причём за период равный 2? (360) три раза переключаются вентильные группы: 1-4-6, 3-2-6, 5-4-2. Таким образом, за период три раза происходит ?/p>