Содержание

Введение

. Техническое задание

2. Проектирование силовой части преобразователя

2.1 Выбор способа подключения к сети параметров согласующего трансформатора

2.2 Выбор вентилей

.3 Анализ работы ШИР и определение частоты модуляции

.4 Расчет емкости компенсирующего конденсатора

.5 Построение характеристик ШИП

3. управление преобразователем

3.1 Функциональная схема системы управления

.2 Разработка принципиальной электрической схемы

.3 Описание работы принципиальной схемы

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение
В электроэнергетике и промышленности используют электрическую энергию постоянного и переменного токов, имеющие стандартные параметры сети, определяемые отраслевыми стандартами. В большинстве случаев параметры стандартной сети по частоте, стабильности или уровню напряжения оказываются непригодными для питания электронных, радиоэлектронных и другого вида нагрузок (одной из которых является вентильный автоматизированный электропривод). Поэтому для согласования параметров первичного источника электроэнергии и ее потребителях возникает необходимость в применении преобразователей электрической энергии. По разным данным, от 40% до 60% всей вырабатываемой электроэнергии преобразуется перед ее использованием [1], например, изменяют вид и уровень напряжения, производят его стабилизацию и т.п.

Полупроводниковые вентильные преобразовательные устройства являются частью современного автоматизированного электропривода (ЭП) и находят в нем все более широкое применение. Полупроводниковые вентильные преобразователи электроэнергии применяются на транспорте, в электротехнологических установках, на электростанциях. Широкое применение устройств преобразовательной техники обусловлено преимуществами полупроводниковых приборов и элементов микроэлектроники - малыми габаритами, высоким быстродействием, надежностью, экономичностью и широкими возможностями преобразования информации. Современная преобразовательная техника основана на применении полупроводниковых приборов, к которым относятся: силовые диоды, тиристоры, различного рода силовые транзисторы. Поскольку вентильные преобразовательные устройства являются частью современного автоматизированного ЭП, то задача проектирования и анализа работы вентильных преобразователей электрической энергии является актуальной. Целью данного курсового проекта является разработка вентильного преобразователя, что подразумевает, в рамках работы над ним, решение следующих задач:

---

) Расчет и выбор элементной базы для силовой схемы вентильного преобразователя.

) Построение регулировочных и внешних характеристик вентильного преобразователя, дающих наглядное представление о режимах его работы.

) Разработка электрической принципиальной схемы для управления силовыми полупроводниковыми ключами вентильного преобразователя.

1. Техническое задание
1.1 Силовая схема вентильного преобразователя


Рисунок 1.1 - Схема силовой части преобразователя второй серии
1.2 Технические требования

1.3 Параметры двигателя постоянного тока
Номинальное напряжение U_н - 440 В

Номинальная частота вращения n - 1500 об/мин

К. п. д. - 87 %

Сопротивление цепи якоря r_a - 0,137 Ом

Индуктивность цепи якоря L_н - 9 мГн

Сопротивление обмотки возбуждения R_ов - 13 Ом
2. Проектирование силовой части преобразователя
2.1 Выбор способа подключения к сети параметров согласующего трансформатора
Принципиально важным, влияющим на массогабаритные и технико-экономические показатели, является рациональное решение задачи о способе подключения преобразователя к питающей сети. Воспользуемся подключением через согласующий трансформатор.

Для предварительных расчетов можно принять приведенные к цепи нагрузки индуктивность и активное сопротивление трансформатора в долях от параметров нагрузки:

Индуктивность фазы обмотки трансформатора:


, Гн


Активное сопротивление фазы обмотки трансформатора:

---

, Ом


Минимально достаточное напряжение питания ШИР:


, В




где ᵞ_max=0.95 - максимальная скважность импульсов;

ΔU_ν = 1 - падение напряжения на диоде, В.

Параметры нагрузки соответствуют параметрам якорной цепи двигателя. Тогда номинальное напряжение на нагрузке при номинальном токе определяется следующим уравнением:

(2.1)

где Е_dтр - требуемое среднее значение выпрямленной ЭДС, В;

n=2 - количество последовательно соединенных диодов;

m=3 - количество фаз;

N=2 - тактность мостовой схемы;

Х_т - индуктивное сопротивление фазы обмотки

трансформатора, Ом;

I_dн - номинальный ток двигателя, А.

Индуктивное сопротивление фазы обмотки трансформатора определяется как:

, Ом





Номинальный ток двигателя рассчитывается следующим способом:


, А






Подставляя данные в уравнение (2.1), решим его относительно требуемого среднего значения выпрямленной ЭДС , обеспечивающее номинальный режим работы нагрузки:

---

В тоже время:
,



где E_d - напряжение на входе ШИР;

К_с = 0.9 - коэффициент учитывающий возможное снижение напряжения сети;

К_сх=2.34 - коэффициент схемы трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя;

E_2ф - ЭДС фазы вторичной обмотки трансформатора, В.

Тогда, из (2.2) ЭДС фазы вторичной обмотки трансформатора E_2ф, при условии, что E_d=E_dтр, будет равна:


, В




По найденному значению ЭДС фазы вторичной обмотки трансформатора E_2ф определяется коэффициент трансформации:






2.2 Выбор вентилей
Диоды выбираются по напряжению с учетом рассчитанного напряжения питания выпрямителя, возможного повторяющегося перенапряжения U_П и возможного неповторяющегося (случайного) перенапряжения U_НП. Для проектируемой схемы преобразователя напряжение на вентиле, определяющее его класс, находится по следующему соотношению:



, В

где k_п=1.25 - коэффициент учитывающий повторяющиеся перенапряжения;

k_н=1.5 - коэффициент учитывающий кратковременные перенапряжения.

---

Выбор вентилей по току должен осуществляться по максимальному току нагрузки, проходящему через вентиль:


, А



Для проектируемой схемы преобразователя напряжение на транзисторе, определяющее его класс, находится по следующему соотношению:
, В





Выбор транзистора по току должен осуществляться по максимальному току нагрузки, проходящему через транзистор:



, А



Из справочника берутся следующие результаты:

Транзистор BUR314[2]

Класс по напряжению U_кэ = 1200 В.

Класс по току I_к = 52 А

Падение напряжения ΔU_кэ=2.7

Диоды ВУР 302[2]

Класс по напряжению U_кэ = 1200 В.

Класс по току I_к = 40 А
2.3 Анализ работы ШИР и определение частоты модуляции
Анализ и расчеты выполняются исходя из допущения, что емкость конденсатора выбрана такой, что процессы в выпрямителе не влияют на работу ШИР.

Для анализа, прежде всего, необходимо начертить схему ШИР с конденсатором, подключенным к шинам питания, и показать на схеме контур с током нагрузки при каждом из двух состояний ключей для выбранного алгоритма модуляции. Затем, выбрав расчетную скважность ᵞ

---

Смотрите также файлы

• Вариант п9 г6.docx

• Содержание задание 3 Анализ предметной области 6 Структурное разбиение предметной области на отдельные подразделения 7 Функции 8 Описание работы каждого подразделения в рамках прецедента 9 Группы пользователей 10 Администратор 11 Задание Цели.docx

• В соответствии с фгос ноо используются следующие типы уроков.docx

• Личность в организации.ppt

• Внеклассное мероприятие по русскому языку для учащихся 5 7 классов. Учитель Кликунова Е. П. Ведущий.docx