Электрический расчет силового трансформатора

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИСТЕМЫ ТП-Д

Курсовая работа

по дисциплине “Преобразовательная техника”

140 604.000 000.026.ПЗ

Руководитель Бородин М.Ю.

Н. контроль Бородин М.Ю.

Студент Тагаев В.А.

гр. ЭН - 300501

г. Екатеринбург

Техническое задание:

На основании технических данных двигателя постоянного тока и требований к электроприводу выполнить электрический расчет тиристорного выпрямительно-инверторного преобразователя (управляемого выпрямителя) и его системы управления, рассчитать характеристики разомкнутой системы ТП-Д. Преобразователь выполняется на нестандартное выходное напряжение и на стандартный ток, реверсивным с раздельным управлением, если нет дополнительных указаний.

Таблица 1. Исходные данные для расчёта. Вариант 26

PN, кВт	UяN, В	IяN, А	nN, об/мин	Rя.дв., мОм	t°, °C	Кл. из.	Lя, мГн	λI	tп, с	Iя(p), %	Доп требов.
						Н	–	2,4

Дополнительное требование: 4 - максимальное напряжение на якоре должно быть до 1,3 U_яN

P_N - мощность двигателя

U_N - напряжение якоря номинальное

I_N - ток якоря номинальный

n_N - скорость вращения двигателя номинальная

R_Я - сопротивление якоря

H - класс изоляции обмоток якоря

λ - индуктивность якорной цепи двигателя L_Я = 2,7 мГн,допустимая перегрузка

t_П - время перегрузки

I_(p)* - величина пульсации тока

I_Я.ГР.MAX* - величина зоны граничного тока якоря

ВЫБОР СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

С начала выбираем пульсность схемы исходя из мощности привода и дополнительных требований. Чем больше пулсность, тем короче интервал повторяемости и тем выше быстродействие привода, но выше стоимость. Выбираем оптимальный вариант: пульсность p = 6 для мощностей 0,5-2000 кВт

Выбираем мостовую трехфазную схему, так как она обладает значительными достоинствами по сравнению с нулевыми схемами прежде всего сточки зрения использования тиристоров и трансформаторного оборудования .

Выполняем реверсивный преобразователь двухкомплектным по встречно-параллельной схеме, потому что при этой схеме габаритные размеры трансформаторного оборудования получаются существенно меньшими, чем при перекрестной схеме.

Рисунок 1. Схема силовой цепи мостового трехфазного шестипульсного преобразователя

Рисунок 2. - Принципиальная схема реверсивного тиристорного преобразователя, работающего на двигатель постоянного тока.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Электрический расчет выполняется с целью определения необходимых параметров трансформатора, от которых зависят свойства и характеристики преобразователя и привода.

1) Выбираем номинальный выпрямленный ток преобразователя из стандартного ряда по

ГОСТ 6827-76, он должен превышать номинальный ток двигателя ( I я_N =192 А ).

Примем I_dN = 200 А.

2) Номинальный вторичный ток трансформатора:

I_2N = k₂I_dN

где коэффициент линейного вторичного тока трансформатора k₂ ≈ 0,816 из табл. 1

I_2N = 0,816∙200 = 163,2 А.

3) Предварительно находим R_Я – сопротивление якорной цепи двигателя при расчетной рабочей температуре

R_Я = k_tR_я.дв.

где k_t – коэффициент увеличения сопротивления при нагреве обмотки до расчетной рабочей температуры 75 °С из табл. 1, k_t = 1,38.

мОм.

4) После чего находим k­_R - коэффициент, учитывающий падение напряжения на внутренних сопротивлениях преобразователя и дросселей определяется по формуле

где R­_ПЭ* – эквивалентное активное сопротивление преобразователя в относительных единицах, которое включает сопротивление обмоток трансформатора и сопротивление, обусловленное коммутацией вентилей предварительно принимаем

R_ПЭ* = R_я·(I_яN /U_яN) = 74,52 (192/220) = 0,065 о.е.

5) Определяем необходимое номинальное вторичное напряжение трансформатора из требуемой наибольшей ЭДС преобразователя

,

где

k_C – коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения сети, примем k_С = 0,9;

k_α – коэффициент, учитывающий падение напряжения в реверсивных преобразователях с совместным управлением, по таблице k_α = 1,0;

k_E = 1,35 – коэффициент выпрямленного напряжения (линейный);

k_EФ = 2,34 – коэффициент выпрямленного напряжения (фазный);

принимаем - минимальный угол управления;

коэффициент корректировки величины максимального напряжения преобразователя:

,

Принимаем, так как в дополнительных условиях указано, что максимальное напряжение на якоре должно быть до 1,3 U_яN .

В, В

Т.к. U_2N отличается от стандартного сетевого 220 В не более чем на 20%, то принимаем безстрасформаторное питание через токоограничивающие реакторы.

6) ЭДС преобразователя при номинальных напряжениях и угле управления a=0

В

7) Типовая мощность трансформатора:

где – коэффициент типовой мощности из табл. 1

Принимаем питание первичной обмотки трансформатора 380 В из таблицы стандартных значений напряжений первичных обмоток (табл. 2.).

8) Действующее значение линейного первичного тока:

Где k₁ =0,816 – коэффициент линейного тока первичный

9) Индуктивное сопротивление токоограничивающих реакторов :

10) Индуктивное сопротивление, которое вносится в цепь выпрямленного тока :

11) Активное сопротивление токоограничивающего реактора:

12) Активное сопротивлени, которое вносится в цепь якоря :

13) Вносимая в цепь постоянного тока индуктивность преобразователя:

- угловая частота.