Расчеты преобразователя частоты для регулирования скорости асинхронного двигателя
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Содержание
Вступление
. Техническое задание
. Выбор схемы преобразователя
. Проектирование автономного инвертора напряжения
. Выбор схемы и расчёт параметров выпрямителя
.1 Выбор схемы выпрямителя
.2 Выбор и расчёт параметров силового трансформатора
.3 Определение параметров тиристоров управляемого выпрямителя
.4 Выбор токоограничительных реакторов
.5 Расчёт параметров силового контура управляемого выпрямителя
. Расчёт параметров фильтра
. Выбор элементов защиты преобразователя частоты
.1 Выбор автоматического выключателя
.2 Выбор плавких предохранителей
.3 Защита от перенапряжения
. Анализ работы автономного инвертора напряжения и расчёт графиков мгновенных значений тока в установившемся режиме для заданной частоты
.1 Анализ работы автономного инвертора напряжения
.2 Расчёт мгновенных значений тока для заданной частоты
. Анализ работы силовой части управляемого выпрямителя
.1 Построение внешней характеристики в режиме выпрямления
.2 Построение внешней характеристики в режиме инвертора
. Анализ функционирования систем управления управляемым выпрямителем и автономным инвертором напряжения
Вывод
Литература
Приложение 1.Спецификация тиристора
Вступление
Введение систем с управляемыми статическими полупроводниковыми преобразователями энергии - общая тенденция развития современного регулируемого электропривода. С освоением промышленностью выпуска мощных силовых транзисторов и современной микропроцессорной техники создаются условия для разработки преобразователя частоты с высокими технико-экономическими показателями. Частотное регулирование угловой скорости електропривода переменного тока с двигателями с короткозамкнутым ротором находят широкое применение на судах.
Возможность регулирования угловой скорости асинхронного двигателя вытекает из формулы:
Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы мощностью от единиц до сотен киловатт достаточно широко применяют в судостроении. Современный этап развития данного вида техники характеризуется существенным повышением технико-экономических показателей преобразователей частоты за счет использования новых полупроводниковых приборов - запирающих GTO-тиристоров и силовых IGBT-транзисторов, микропроцессорных систем управления, прогрессивных конструкторских и схемотехнических решений.
Создаются также специальные асинхронные двигатели, предназначенной для работы в режиме регулирования скорости от преобразователей частоты. Ведущие зарубежные электротехнические фирмы уже освоили производство транзисторных и тиристорных преобразователей частоты для электропривода. Основой таких преобразователей являются, как правило, трехфазные автономные инверторы напряжения с разного рода широтно-импульсным управлением. Разработка проводится по следующим направлениям: - разработка GTO-тиристоров и быстровосстанавливаемых диодов; - разработка IGBT-транзисторов в виде модулей; - разработка специальных малоиндуктивных конденсаторов для защиты инверторов; - разработка специальных фильтровых конденсаторов большой единичной ёмкости для входных цепей инверторов; - разработка новых решений схемотехники в части силовой схемы и системы управления преобразователя; - разработка оптимальных алгоритмов управления и регулирования преобразователя и электропривода; - разработка микропроцессорных систем управления и их программного обеспечения. Создаваемые на базе вышеуказанных элементов и технических решений преобразователи частоты и электроприводы должны отличаться от преобразователей частоты и электроприводов, которые теперь выпускаются более высокими КПД, коэффициентом мощности, лучшими массо-габаритными показателями, регулирующими характеристиками, повышенной надежности.
1. Техническое задание
Сделать расчеты преобразователя частоты для регулирования скорости асинхронного двигателя (АД). Технические данные двигателя необходимо взять из таблицы д 1 в соответствии с заданным вариантом.
Следует полагать, что:
пусковой ток двигателя: Iп = 1,5 Iн.
момент нагрузки на валу двигателя активного характера и приравнивается к номинальному значению;
нужный диапазон регулирования скорости: D = 5... 20.
Вариант 36.
Типоразмер электродвигателя: 4А200L8У3
Номинальная мощность:
Скольжение s=2,7%
КПД ?=90%, (при Р2/Рн=50%) ?=88,5% (при Р2/Рн=100%).
Cos ?=0,75% (приР2/Рн=50%) и 0,84% (при Р2/Рн)
Параметры схемы замещения:=3,1о.е.
R?1=0,62о.е.
X?1=0,14o.e.
R?2=0,029o.e.
X?2=0,18o.e.
Частота вращения n=750об/мин.
2. Выбор схемы преобразователя
Автономный инвертор напряжения строится по мостовой схеме. Используется принцип однократной коммутации вентилей с продолжительностью ведущего положения ключей 180 электрических градусов, или широтно-импульсная модуляция. При использовании ШИМ автономный инвертор выполняет регулирование частоты и напряжения одновременно. В таком случае на входе преобразователя используют нерегулируемый выпрямитель, а торможение двигателя происходит путём выключения двигателя от источника постоянного напряжения и замыкание статора на активное сопротивление. При частотно-регулируемом торможении необходимо передавать энергию от двигателя к сети переменного тока. Такой режим становится возможным при использовании реверсивного управляемого выпрямителя, в котором одна групп