На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Тиристорный преобразователь постоянного тока

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 03.07.2012. Сдан: 2011. Страниц: 20. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):



   
   ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
   ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ
   Факультет автоматики и вычислительной техники
   Кафедра «Электропривод и  автоматизация промышленных установок» 
 
 
 
 
 

   КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ
   по  дисциплине
   «Преобразовательная техника»
   Тема: «Тиристорный преобразователь постоянного тока»
   Пояснительная записка
   ТПЖА.180400.027.ПЗ
   Вариант 27 
 
 
 
 

Разработал  студент гр. ЭП-31                                          /                      /
 
Руководитель  к.т.н., доцент                                            / Лалетин В.И. / 

Проект  защищён с оценкой     «                       » «    »                   2008 г. 
 
 

   Киров,
   2008
       
   Содержание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       
     

      1 РЕФЕРАТ

     Проектирование тиристорного преобразователя для электропривода постоянного тока: Вариант 27. Курсовой проект/ ВятГУ, каф. ЭП и АПУ; рук.         - Киров, 2008. Гр.ч. 1 л. Ф. А1, ПЗ 39с, 23 рис., 8 табл., 8 источников. 

  ЭЛЕКТРОПРИВОД, ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИЙ РЕАКТОР, ТИРИСТОР, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, СОВМЕСТНОЕ СОГЛАСОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ, УРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕАКТОРЫ, СИСТЕМА ИМПУЛЬСНОГО ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ, ВРЕМЕННАЯ ДИАГРАММА, ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА. 

  В курсовом проекте рассмотрен и исследован технический объект ТП-ДПТ, рассчитан и выбран ряд основных узлов силовой схемы тиристорного преобразователя с трехфазной шестипульсной нулевой схемой выпрямления, предназначенного для работы на якорь электродвигателя постоянного тока: токоограничивающий реактор, уравнительные реакторы, тиристоры. Осуществлен выбор системы импульсно-фазового управления (СИФУ), описан принцип ее работы. Рассчитаны основные характеристики и параметры преобразователя, проанализированы аварийные режимы и на основе их расчета выбраны устройства защиты. Важное место в проекте отведено расчету энергетических показателей проектируемого преобразователя.
  Рассмотренная в данном курсовом проекте схема относится к реверсивным, двухкомплектным, перекрёстным, сложным преобразователям.  

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КУРСОВОМ ПРОЕКТЕ И ПОРЯДОК ЕГО ВЫПОЛНЕНИЯ 

   Задание 

   Программа проектирования системы ТП-Д включает следующие действия:
   1) рассчитать параметры и выбрать элементы силовой схемы тиристорного преобразователя (трансформатор или токоограничивающий реактор, вентили, уравнительный реактор (УР) и/или сглаживающий  дроссель (СД), защитную аппаратуру), привести структурную и полную принципиальную электрическую схему СИФУ преобразователя с подробным описанием ее работы и назначения всех элементов, а также схему электронных защит;
   2) в соответствии с типом силовой схемы преобразователя, способом управления тиристорными группами (ТГ), особенностями схемы СИФУ рассчитать и построить:
   а) регулировочные характеристики ТП: E d =f (a), U d =f (a), a = f (U У), E d = f (U У), где E d , U d – соответственно ЭДС и напряжение на выходных зажимах ТП; UУ – напряжение управления, подаваемое на входные клеммы ТП; a - угол регулирования, определяющий момент принудительного включения вентилей относительно точек их естественного отпирания;
   б) внешние характеристики ТП Ud = f(Id) для углов a, соответствующим следующим значениям ЭДС на двигателе: ±UДН ; ±0,75?UДН ; ±0,5?UДН ; ±0,25?UДН ; UДН = 0, где UДН – номинальное значение напряжения на обмотке якоря двигателя. Показать эти графики с учётом режима прерывистого тока (т.е. показать зону прерывистого тока с примерным видом или рассчитанными зависимостями внешних характеристик в этой зоне), если таковой имеет место в данном ТП;
   
   в) ограничительные зависимости на семействе внешних характеристик для инверторного режима работы ТП: Ud = f(Id) при ?min=const (?min- минимальный угол для восстановления тиристоров), а также IMAX.тир=const;
   г) при наличии зоны прерывистых токов -совмещенные временные диаграммы кривых ed(u), i?RД(u), Ed(u), i(u) для трех случаев (номинальный, граничный и прерывистый токи) при aном = const, где u = wС?t ;
   д) зависимости полной мощности и ее составляющих, дисторции, коэффициента мощности от угла a: S, P, Q, D. ?= f(a) при варьировании угла a от amin до amax для режима непрерывного тока Id, а также определить номинальное значение КПД, рассчитать и построить зависимости ?= f(Id),при a=aНОМ и ?= f (a), при Id = IdНОМ;
   е) электромеханические (скоростные) характеристики при заданных значениях из пункта б программы для всех режимов протекания тока нагрузки;
   ж) временные диаграммы кривой выпрямленной ЭДС при номинальном значении угла aн и кривой входной ЭДС в инверторном режиме при соответствующем угле ?;
   з) проанализировать структурную схему СИФУ преобразователем, описать назначение блоков, их взаимодействие в структуре. Привести принципиальную электрическую схему СИФУ, описать её работу на основе временных диаграмм поясняющих её принцип работы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Технические данные преобразователя  и  двигателя 

   1. Трёхфазная нулевая схема тиристорного преобразователя с совместным способом управления его преобразовательными группами (ПГ) (рисунок 1).
   2. Основные параметры электродвигателя постоянного тока ДК1-3.5-100АТ, который управляется с помощью тиристорного преобразователя: 

        номинальная мощность
       номинальный момент
        номинальное напряжение якоря
        номинальный ток якоря
                       номинальная скорость  
       момент инерции
       сопротивление обмотки якоря
       максимальный момент
       максимальная скорость
        электромеханическая постоянная времени
        электромагнитная постоянная времени
        индуктивность якоря
     

   3. Параметры питающей сети: 

        линейное напряжение питающей сети
         частота питающей сети 

    4. Параметры схемы: 

        коэффициент схемы
         коэффициент схемы
   b = 0.007    коэффициент схемы
   cT = 0.0148    коэффициент схемы
   d = 0.0085    коэффициент схемы
   kп = 1.345    коэффициент схемы
         число пульсаций
     

 

   
Рисунок 1 - Схема тиристорного преобразователя
       
      3 СИЛОВАЯ ЧАСТЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 

   3.1  Расчёт мощности и выбор силового трансформатора 

   При расчёте мощности и выборе трансформатора исходными являются следующие основные величины: 

   а) номинальное выпрямленное напряжение Ud и ток преобразователя Id;
   б) напряжение питающей сети Uc;
   в) допустимые колебания напряжения сети ?Uc;
   г)  число фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора m;
   д) частота сети f. 

   Заданными также являются схема выпрямления  и схема преобразователя (рисунок 1). Расчёт следует начинать с определения требуемого вторичного напряжения трансформатора
   

   где kCX - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления (таблица 3.1).
       Таблица 3.1 – Расчётные коэффициенты выпрямления      
    Схема выпрямления Коэффициенты
    ксх ав b ст d kn
    Трехфазная  нулевая 1.17 1 0.007 0.0148 0.0085 1.345
 
   Соотношение для определения необходимого значения Ed0   в режиме непрерывного тока может быть записан в виде:  

           (3.1)
   где - номинальное значение ЭДС двигателя, ,

   где - номинальное напряжение на якоре электродвигателя;
        - номинальный ток электродвигателя;
         - активное сопротивление двигателя с учётом сопротивления якоря, компенсационной обмотки и добавочных полюсов, приведенное к  рабочей температуре 80°С;
   
   
       - минимальный угол регулирования;
     - падение напряжения на тиристоре, ориентировочно на предварительном этапе расчета принять =1.8 В;
         - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления (см. табл. 3.1);
     , , - расчётные коэффициенты (см. табл. 3.1);
       - коэффициент, учитывающий индуктивность сети переменного тока;
     - напряжение короткого замыкания и потери в меди трансформатора;
     k = 1- коэффициент, зависящий от схемы; 
 
 

    - суммарное активное сопротивление  цепи выпрямленного тока (обмоток  силового трансформатора, реакторов,  полное сопротивление якорной цепи электродвигателя, динамического сопротивления тиристоров и т.п. в зависимости от схемы ТП),
    , но, в дальнейшем, после сравнения с Rэкв принимаем  = 3 Ом.
   При определении  необходимо предварительно задаться следующими величинами:
     
    примем   15°.
     Величина коэффициента определяется соотношением мощности системы ТП-Д и питающей сети. Если эти мощности соизмеримы, то обычно выбирают в пределах 1.3 - 1.5. Это относится, в основном, к мощным приводам. При проектировании маломощных электроприводов (до 10 кВт) и электроприводов средней мощности величину уменьшают до 1.0 - 1.2. Принимаем равным 1, так как электропривод маломощный.
   Рассчитаем  :
   
   
     

   Расчётная мощность трансформатора определяется по формуле
                        (3.2)
   где - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления (таблица 3.1). 

   Величина  требуемой фазной ЭДС на вторичной  стороне силового трансформатора
     

   Действующее значение тока первичной обмотки:
    , где Kтр=0.95U/E; 

   Kтр=0.95U/E=2.9; 

    ;
   Действующее значение тока вторичной обмотки: 

    ;
    ; 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Выбор силового трансформатора
   Отсутствие  промышленных образцов трансформаторов  с расчётными параметрами вызывает необходимость проектирования трансформатора со следующими данными:
Мощность S=850 ВА
Первичное напряжение U1=380 В.
Вторичное напряжение U2=72 В.
Действующее значение тока первичной обмотки I1=1.22 А.
Действующее значение тока вторичной обмотки I2= 4.33 А.
Параметры обмоток  трансформатора находятся следующим  способом. 

Полное сопротивление  фазы трансформатора:
 

Активное сопротивление  фазы трансформатора:
 

Индуктивное сопротивление  питающей фазы:

 

Индуктивность фазы трансформатора:
 

Эквивалентное сопротивление преобразователя:
 

   Значение  Rэкв отличается от Rс не более чем на 15 % (в данном случае на 10%), поэтому пересчёт Ed0 не нужен. 
 
 

   3.2 Выбор тиристоров 

   В схемах статических преобразовательных устройств силового типа широко применяются тиристоры, которые являются нелинейными электрическими ключами, работающими в функции тока управления.
   На  основании технических условий  на разработку и номинальных данных преобразователя необходимо выбрать тиристоры, схему соединения и число вентилей в эквивалентной схеме ключа.
   Выбор тиристора по напряжению и его  класс осуществляется на основании  следующей расчетной формулы
          ,          (3.3)
где - коэффициент равномерности деления напряжения по последовательно соединенным тиристорам (при N=1, =1); 
 

   N - число последовательно соединенных тиристоров в схеме эквивалентного вентиля;
    - коэффициент нагрузки, значение  предварительно принимается =0.5;
   
   Округляем результат до сотен и делим на 100, получим класс тиристора – 3й класс.
   Выбор тиристора по току производится на основании величины максимального  среднего значения тока, проходящего через прибор. 

   
   Выбираем  тиристор по двум параметрам - и .
   По  справочнику находим тиристор Т10-10-3
   Его параметры:
   Iср = 10 А,
   Uобр.мах = 300 В,
   Iвкл = 100 мА,
   Iупр = 1.85 А,
   dUэкр/dt = 300 В/мкс,
   tоткл = 150 мкс.  

   3.3 Выбор уравнительных реакторов
   В двухкомплектных реверсивных вентильных преобразователях при совместном управлении ПГ из-за неравенства мгновенных значений напряжений возникают статические уравнительные токи. Для их ограничения, а также для ограничения скорости нарастания аварийного тока при аварийном опрокидывании инвертора, в уравнительном контуре устанавливаются реакторы.
   Требуемая индуктивность уравнительного реактора, исходя из заданного допустимого значения уравнительного тока IУр, может быть определена из соотношения:
,               (3.4)
где E2фm=U2ф.m     амплитуда фазного ЭДС для шестифазной нулевой перекрестной схемы;
IУр - действующее значение уравнительного тока (в большинстве случаев его можно принять равным 10% от номинального тока электродвигателя);
КД - коэффициент действующего значения IУр, определяемый видом преобразователя и диапазоном изменения угла регулирования a. Величина КД может быть определена на основании кривых рисунка 2 (1 - трехфазная нулевая перекрестная схема; 2 - трехфазная встречно-параллельная схема; 3 - трехфазная мостовая перекрёстная и шестифазные нулевые перекрестные и встречно-параллельные схемы; 4 - 12-фазная встречно-параллельная и перекрестная схемы).
   Найдём  угол:
   
   
   kФ = 0.471;
   ?н = 104.7 рад/с;
   Iяхх = 1.5 А;
   Rэ = 2 Ом:
   ? = 77 град;
  . 
 
 

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Рисунок 2 – Зависимость коэффициента Кд от угла регулирования ? 

По справочнику  выбираем уравнительные реакторы по номинальному току двигателя и .В схеме их нужно в количестве 2х штук, поэтому полученную ранее индуктивность нужно поделить на 2, получаем 17.3 мГн. Выбираем следующий уравнительный реактор:
   РОС  16-0.5 – реактор ограничительный сухой.
   Его параметры:
    = 20 мГн;
     Iном = 160 А;
     Iур = 25 А.
     R = 12.87 Ом. 

   Индуктивное сопротивление фазы:
     
 
 
 
 

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   4 СИСТЕМА ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ
       
   4.1 Описание работы СИФУ 

   В данном разделе на основе анализа  литературы выбираем подходящий вариант  СИФУ. Систему импульсно – фазового управления выбираем из источника [1]. В этом справочнике находим схему, которая наиболее подходит той, что задана вариантом. СИФУ электропривода типа “КЕМРОН” имеет согласованное управление, предусмотрено адаптивное управление коэффициентами усиления контура скорости на низких скоростях. Большое число электронных защит исключает выходы из строя элементов преобразователя в аварийных ситуациях.
   Система импульсно-фазового управления (СИФУ) привода выполнена по вертикальному принципу и состоит из трех одинаковых каналов управления для каждой из фаз питания R, S и Т.
   Блок-схема  СИФУ показана на рисунке 3, а диаграмма ее работы — на рисунке 4 и особых пояснений не требуют.
   Напряжение  синхронизации Uх- (Uy, Uz) подается на каналы СИФУ с трансформаторов Т13, Т14, Т15 соответственно. Это напряжение задерживается цепочкой П1 С31 приблизительно на 63 эл. град, и подается на ключи ИС11 и ИС12. Напряжения на выходах ключей взаимоинверсны, однако фронты этих напряжений сдвинуты за счет C15 подачи разнополярного смещения, регулируемого потенциометром П7. Формируемый на элементе «Я» короткий отрицательный импульс запускает ждущий генератор пилообразного напряжения, выполненный на ОУ ИС13 и транзисторе Т21.
   На  элементах ИС14 и ИС15 осуществляется сравнение  величины   пилообразного напряжения с управляющими напряжениями, поступающими с ОУ ИС27 и ИС28. Выходные напряжения ИС14, ИС15 дифференцируются и через схемы «И» управляют усилителями T25, Т26 анодной группы тиристоров и ТЗ0, Т31 катодной группы. Следует особо отметить, что в формировании управляющего напряжения СИФУ (рисунок 5) участвует напряжение функционального преобразователя.
   Для анодной группы Uynp=+ Upт + U—Uфп; для катодной группы UKynp = —Upt + UCM—UфП. Видно, что в анодной группе напряжение UфП снижает темп сдвига управляющих импульсов влево, а в катодной, наоборот, ускоряет их сдвиг вправо, что уменьшает уравнительные токи и обеспечивает согласованно-раздельное управление приводом. Точка перехода от одного вида управления к другому лежит в районе частоты вращения 300-500 об/мин.
   Потенциометром  П8 устанавливается начальный угол запаздывания зажигания ?Нач, чему соответствует Uупр=—5 В.
   Диод  Д134 в цепи ООС ИС27 ограничивает положительное напряжение на выходе до уровня 0,7 В, что исключает возможность «срыва» генерации управляющих импульсов, так как амплитуда положительного выброса напряжения пилообразной формы составляет большую величину — 2 В.
   Конденсатор СИЗ предназначен для фильтрации пульсаций тока.
   На  рисунке 6 показана схема «И» и генератор пилообразного напряжения. При закрытом транзисторе Т21 конденсатор С60 заряжается от источника питания + 15 В, формируя линейно-изменяющееся выходное напряжение. Его крутизна, и следовательно амплитуда, регулируются потенциометром П2. В короткие моменты открытия транзистора Т21 конденсатор С60 быстро разряжается. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


   Рисунок 3 - Блок-схема СИФУ
     
 
 
 

       
Рисунок 4 - Диаграммы работы СИФУ 

       

   Рисунок 5 - Схема формирования управляющего напряжения
                  Рисунок 6 - Схема совпадения и генератора пилообразного напряжения 

   Сопротивление R88 и диод Д54 формируют положительный импульс «пилы» амплитудой 2 В.
   Схема совпадения и усилителя управляющих  импульсов приведена на рисунке 7. Положительный фронт напряжения ИС14 дифференцируется конденсатором, открывая транзистор Т22 и один из транзисторов Т23 или Т24, у которого на обоих входных диодах Д55, Д56 или Д58, Д59 отрицательные напряжения. Коллекторный ток транзисторов Т23 или Т24 открывает соответствующий выходной усилитель Т25

   Рисунок 7 - Схема совпадения и усилителя управляющих импульсов
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.