Проектирование двухкомплектного реверсивного тиристорного преобразователя

1. Задание Спроектировать двухкомплектный реверсивный тиристорный преобразователь, ра-ботающий на якорь электродвигателя постоянного тока, предназначенного для привода тележки. Тележка осуществляет движения вперёд назад между двумя станциями. При движении вперёд комплект вентилей «Вперёд» преобразователя работает в выпрями-тельном режиме, обеспечивая разгон тележки, а затем и равномерное движение. Тор-можение осуществляется при работе комплекта «Назад» в инверторном режиме. При обратном движении тележки процессы происходят аналогично для соответствующих комплектов.

Режим нагрузки повторно-кратковременный; график нагрузки, тип двигателя, его но-минальная мощность Pн, номинальное напряжение Uн, номинальный ток Iн, сопротивле-ние якорной цепи Rя, индуктивность якорной цепи Lя и номинальная частота вращения n определяются рисунком 1 и таблицей 1.

Таблица 1 Исходные данные Тип дви-гателя Рн, кВт Uн, В Iн, А Rя, Ом Lя, мГн n, об/мин График нагрузки

tц, с tп, с tу, с tо, с Iп/Iн Iу/Iн Д 808 37 220 192 0.0593 5.81 565 50 2.5 11 5 2.0 0.8

Рисунок 1 График нагрузки

где Iпв, Iпи токи перегрузки соответственно в выпрямительном и инверторном режимах;

Iув, Iуи установившиеся токи в выпрямительном и инверторном режимах;

tпв, tпи длительности перегрузок в выпрямительном и инверторном режимах;

tув, tуи длительности установившихся нагрузок в выпрямительном и инверторном режимах;

tц время цикла;

t0 время паузы в нагрузке;

индексы «1» относятся к комплекту «Вперёд», а «2» к комплекту «Назад» двухком-плектного преобразователя.

Для упрощения расчётов, принять:

Iпв1 = Iпи2 = Iпв = Iпи = Iп = ;

Iув1 = Iув = Iуи = Iу = 153.6 А;

Iпв2 = Iпи1 = 0.6Iп = 230.4 А;

Iув2 = 0.6Iу = 92.16 А;

tпв1 = tпв2 = tпи1 = tпи2 = tпв = tпи = tп = 2.5 с;

tув1 = tу2 = tув = tуи = tу = 11 с;

Номинальное напряжение сети Uсн = 380 В;

Колебания сети ±10%.

Номинальное напряжение на двигателе должно быть обеспечено при установив-шемся токе нагрузки Iу и допустимых колебаниях напряжения в сети.

Схема выпрямления трёхфазная мостовая.

Коэффициент пульсаций тока q при токе установившейся нагрузки Iу не более ±2%;

Температура окружающей среды Та = +400 С; охлаждение воздушное (естественное и принудительное).

Индивидуальное задание: как изменяться характеристики, если схема выпрямителя будет не мостовой, а нулевой.

2. Выбор силового трансформатора

2.1 Расчёт параметров и выбор силового трансформатора Трансформатор вместе с преобразователем должен обеспечивать номинальной значение напряжения на якоре двигателя при допустимых колебаниях напряжения сети и заданном установившемся токе нагрузки Iу. Поэтому вторичное напряжение силового трансформатора рассчитывается для минимального напряжения сети Ucmin. Расчётное значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора:

U2 = KRUн / KUKcmin,

U2 = 109.687 В, где KR коэффициент, учитывающий падение напряжения за счёт коммутации и актив-ных сопротивлений трансформатора, вентилей, сглаживающего реактора; предва-рительно KR = 1.05;

KU коэффициент схемы (для трёхфазной мостовой схемы KU = 2.34);

Kcmin коэф-т, учитывающий допустимое понижение напряжения сети до Ucmin,

Kcmin = Ucmin / Ucн,

Kcmin = 0.9

В каталогах на трансформаторы обычно указывается линейное вторичное напряже-ние

U2л = √3U2,

U2л = 189.983 В.

Тогда расчётный коэффициент трансформации при схеме соединения трансформа-тора «звезда — звезда»

KT = U1л / U2л,

KT = 2.000.

Расчётное значение тока вторичной обмотки при токе нагрузки Id

I2 = KIId,

I2 = 125.414 А, где KI коэффициент схемы, характеризующий отношение токов I2 / Id в идеальном вы-прямителе при Xd = ∞ (для трёхфазной мостовой схемы KI = √(2/3)).

При расчёте токов можно предварительно принять, что номинальный ток выпрями-теля Id равен установившемуся току Iу.

Расчётное значение тока первичной обмотки

I1 = I2 / KT,

I1 = 62.707 А.