Проектування двухкомплектной реверсивного тиристорного перетворювального

Міністерство освіти Російської Федерації

Південно-Уральський державний університет

Кафедра ЕПА

РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсового проекту на тему:

«ПРОЕКТУВАННЯ двухкомплектной реверсивного тиристорного перетворювача»

Виконав: Юрченко К.Н ..

Група: зф-324-з

Варіант: 12

Перевірив: Гельман М. В.

Челябінськ

2006

ВСТУП

Вентильніперетворювачі широко застосовуються для перетворення енергії, що виробляється і передається у вигляді змінної напруги промислової частоти 50 Гц в електричну енергію іншого виду в постійний струм або змінний струм з нестандартною або змінною частотою. Майже половина енергії в нашій країні споживається в перетвореному вигляді, перш за все у вигляді постійного струму. Електропривод постійного струму, в тому числі тяговий електропривод, потужні електротермічні і електротехнологічні установки - це найбільш енергоємні споживачі постійного струму. Для їх живлення струм промислової частоти перетвориться в постійний струм з допомогою випрямлячів.

Таким чином, значна кількість споживачів електроенергії великої потужності підключається до промислової мережі за допомогою вентильних перетворювачів. Вентильніперетворювачі є в теперішній час найпоширенішими споживачами електричної енергії.

Однак застосування вентильних перетворювачів викликає ряд проблем пов'язаних з тим, що вони є нелінійного навантаження мережі, і їх робота сильно впливає на режим мережі і якість електричної енергії.

Мета курсової роботи - закріплення і систематизація знань в області важливого розділу промислової електроніки - перетворювальної техніки, шляхом самостійного вирішення комплексної задачі проектування двухкомплектной реверсивного тиристорного перетворювача, для електроприводу постійного струму. Спроектований реверсивний перетворювач повинен відповідати всім умовам завдання.

ЗМІСТ

1. Завдання

2. Вибір силового трансформатора

2.1 Розрахунок параметрів і вибір силового трансформатора

2.2 Перевірка обраного трансформатора

3. Вибір тиристорів

3.1 Попередній вибір тиристорів

3.2 Вибір запобіжників і перевірка тиристорів на струми короткого замикання

4. Розрахунок параметрів і вибір реактора, що згладжує

5. Розрахунок і побудова зовнішніх, регулювальних і енергетичних характеристик перетворювача

6. Аналіз отриманих характеристик

7. Побудова тимчасових діаграм

висновок

література

1. ЗАВДАННЯ

Спроектувати двухкомплектной реверсивний тиристорний перетворювач, що працює на якір двигуна постійного струму, призначеного для приводу візки. Візок здійснює рух вперед-назад між двома станціями. При русі вперед візок завантажена, при русі назад вона йде порожняком. При русі вперед комплект вентилів «Вперед» перетворювача працює в випрямному режимі, забезпечуючи розгін візки, а потім і рівномірний рух. Гальмування здійснюється при роботі комплекту «Назад» у інверторному режимі. При зворотному русі візка процеси відбуваються аналогічно для відповідних комплектів.

Малюнок 1. Графік навантаження для двухкомплектной перетворювача

де I _ПВ, I _ПІ - струми перевантаження в випрямному і інверторному режимах;

I _УВ, I _УІ - усталені струми в випрямному і інверторному режимах;

t _ПВ, t _ПІ - тривалості перевантажень в випрямному і інверторному ре жимах;

t _УВ, t _УІ - тривалості сталих навантажень випрямному і інверторному режимах;

t _Ц - час циклу;

₀ - час паузи в навантаженні; індекси 1 відносяться до комплекту «Вперед», а 2 - до комплекту «Назад» двухкомплектной перетворювача.

Таблиця 1. Вихідні дані

Для спрощення розрахунків прийнято:

I _ПВ1 = I _ПІ2 = I _П; I _УВ1 = I _У; I _ПВ2 = I _ПІ1 = ^0,6. I _П; I _УВ2 = ^0,6. I _У

t _ПВ1 = t _ПВ2 = t _ПІ1 = t _ПІ2 = t _П; t _УВ1 = t _УВ2 = t _У.

Опорна напруга в системі управління лінійне (пилкоподібна).

Проектування перетворювача виконати при таких технічних умовах:

а) Номінальна лінійна напруга мережі U _СН = 380 В;

б) Коливання напруги мережі ± 10%;

в) номінальна напруга на двигуні має бути забезпечено при сталому струмі навантаження I _У і допустимих коливаннях напруги мережі;

г) схема випрямлення - трифазна мостова;

д) коефіцієнт пульсацій струму q при струмі усталеною навантаження I _У не більше 2%;

е) температура навколишнього середовища T _а = + 40 ° C; охолодження повітряне (природне і примусове);

ж) амплітуда опорного напруги в системі імпульсно-фазового управління 10 В.

2. ВИБІР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

2.1 Розрахунок параметрів і вибір силового трансформатора

Вибір трансформатора проводиться за розрахунковими значеннями первинного і вторинного струмів (I _1, I _2), фазних напруг (U _1, U ₂₎ і типовий потужності S _т. Розрахункове значення фазної напруги вторинної обмотки трансформатора:

, (1)

де K _R - коефіцієнт, що враховує падіння напруги за рахунок комутації та активних опорів трансформатора, вентилів, реактора, що згладжує; попередньо K _R = 1,05;

K _U - коефіцієнт схеми (для трифазної мостової схеми K _U = 2,34);

K _Cmin - коефіцієнт, що враховує допустиму зниження напруги мережі до U _Cmin,

; (2)

;

.

У каталогах на трансформатори зазвичай вказується лінійне вторинна напруга:

, (3)

.

Розрахункове значення струму вторинної обмотки при струмі навантаження I _d:

, (4)

де K _I - коефіцієнт схеми, що характеризує відношення струмів I ₂ / I _d в ідеальному випрямлячі при X _d = ∞ (для трифазної мостової ).

При розрахунку струмів можна попередньо прийняти, що номінальний струм випрямляча I _d дорівнює сталому току I _У, а він в свою чергу дорівнює номінальному струму I _Н, що випливає з вихідних даних (Табл. 1). Тому I _У = 165 А.

Тоді за формулою (4):

;

Розрахунковий коефіцієнт трансформації:

, (5)

;

Розрахункове значення струму первинної обмотки:

, (6)

;

Розрахункове значення типової потужності трансформатора:

, (7)

;

За розрахунковими даними за допомогою [1] вибираємо трансформатор, який має параметри, що задовольняють умовам:

U _{1 ЛН} = U _СН; S _ТН> S _Т; U _{2 ЛН>} U _{2 Л;} I _{2 Н>} I _2;

Параметри обраного трансформатора наведені в табл. 2.

Таблиця 2. Параметри трансформатора

2.2 Перевірка обраного трансформатора

При перевірці трансформатора необхідно перевірити, чи забезпечує він потрібне напруження на виході випрямляча, чи витримує задані перевантаження і задовольняє умовам допустимості нагріву.

Активне, повне і індуктивне опір розсіювання фази трансформатора, наведені до вторинної стороні:

, (9)

,

; (10)

Враховуючи що отримаємо:

,

, (11)

.

Випрямлена напруга на затискачах двигуна при вугіллі управління α = 0 з урахуванням максимального зниження напруги мережі, падіння напруги на трансформаторі, вентилях і згладжує реакторі (для трифазної мостової схеми):

(12)

де U _{Т (ТО),} r _Т - порогове напруга і диференціальне опір тиристора у відкритому стані;

r _L - активний опір реактора, що згладжує.

При розрахунку замість I _d слід підставити значення I _У. Оскільки при первинному розрахунку трансформатора ще не вибрані тиристори і згладжує реактор, доцільно скористатися спрощеною формулою:

, (13)

Де U _ТМ - імпульсна напруга у відкритому стані тиристора (можна попередньо прийняти U _ТМ = 2 В).

Формула (13) не враховує падіння напруги на активному опорі реактора, що згладжує, тому розраховане напруга повинна бути вище U _Н на 3 ... 15 В.

.

U> U _Н на 12,7 В, отже обраний трансформатор забезпечує необхідну напругу на двигуні.

Струм, споживаний двигуном при максимальній перевантаження:

,

.

Вторинний струм трансформатора при заданій перевантаження протягом 2 з:

, (14)

.

Допустимий вторинний струм трансформатора протягом 10 с при перевантаженні 150%:

, (15)

.

Трансформатор витримає, тому що струм перевантаження (I _2П) і час його дії (2 с) нижче допустимих значень (283А <410 А; 2 з <10 с).

Середньоквадратичне значення вторинного струму трансформатора I _2СКВ визначається за цикл за значеннями вторинних струмів під час сталих навантажень і перевантажень, відповідних графіків навантаження (рис. 1). Для двухкомплектной перетворювача:

, (16)

.

Середньоквадратичний ток I _2СКВ менше номінального I _2Н (124 А <164 А). Таким чином, трансформатор задовольняє всім вимогам. Перехід на трансформатор меншої потужності неможливий, так як струм перевантаження близький до граничного значення.

3. ВИБІР тиристори

3.1 Попередній вибір тиристорів

Максимальна величина зворотної напруги, що прикладається до тиристору, U _amax визначається при максимальній напрузі мережі U _cmax. Для трифазного мостової схеми:

, (17)

де .

;

.

Імпульсне робоча напруга тиристора в закритому стані U _DWM і імпульсна робоча напруга U _RWM повинні бути більше U _{a max,}

U _DWM = U _RWM> 335,6 В (умова 1).

Значення U _DWM і U _RWM пов'язані з повторюваним імпульсним напругою в закритому стані U _DRM і повторюваним імпульсним зворотним напругою U _RRM співвідношеннями:

U _DWM = ^0,8. U _DRM; U _RWM = ^0,8. U _RRM; (18)

З умови 1:

.

При згорянні запобіжників, що захищають тиристори, на них виникають перенапруги, які прикладаються до тиристорам. Максимальна напруга на тиристорі U _{a пров} при цьому досягає (1,5 ... 2) U _{a max.}

Неповторяющееся імпульсна напруга в закритому стані U _DSM і неповторяющееся імпульсна зворотна напруга U _RSM повинні з коефіцієнтом запасу K _S = (1,2 ... 1,4) перевищувати напругу U _{a пров} (умова 2),

U _DSM = U _RSM = (1,5 ... ^2). K ^_S. U _{a max,} (19)

U _DSM = U _RSM = 469,8 В.

Значення неповторяющихся імпульсних напруг U _DSM і U _RSM пов'язані зі значеннями повторюваних імпульсних напруг U _DRM = U _RRM коефіцієнтами, обумовленими заводами-виробниками:

U _DSM = K ^_НЕП. U _DRM; U _RSM = K ^_НЕП. U _RRM; (20)

У даній роботі приймемо K _НЕП = 1,12. Тоді за формулою (20) повторюється імпульсна напруга

Округливши це значення в більшу сторону, з урахуванням умов 1 і 2 приймемо

Середній струм вентиля при перевантаженні:

(21)

.

Максимально допустимий середній струм I _TAV при заданих умовах роботи пов'язаний з граничним струмом I _TAVm поруч коефіцієнтів, що враховують ці умови:

I _TAV = K ^_λ. K ^_f. K ^_T. K ^_v. I _TAVm, (22)

Де K _λ - коефіцієнт, що враховує відміну кута провідності від 180 град. ел. і відмінність форми струму від синусоїдальної; при прямокутної та трапецеїдальної формі струму з кутом провідності, близьким 120 град. ел., можна прийняти K _λ = 0,8;

K _f - коефіцієнт, що враховує вплив частоти; при частоті 50 Гц K _f = 1;

K _T - коефіцієнт, що враховує температуру навколишнього середовища T _a; при T _a <40 ° C можна прийняти K _T = 1;

K _v - коефіцієнт, що враховує швидкість охолоджуючого повітря; при номінальній швидкості K _v = 1, при природному охолодженні без обдування K _v сніжаетсядо 0,25 ... 0,4.

Значення неповторяющихся імпульсних напруг U _DSM і U _RSM пов'язані зі значеннями повторюваних імпульсних напруг U _DRM = U _RRM коефіцієнтами, обумовленими заводами-виробниками:

U _DSM = K ^_НЕП. U _DRM; U _RSM = K ^_НЕП. U _RRM; (20)

У даній роботі приймемо K _НЕП = 1,12. Тоді за формулою (20) повторюється імпульсна напруга

Округливши це значення в більшу сторону, з урахуванням умов 1 і 2 приймемо

Середній струм вентиля при перевантаженні:

(21)

Максимально допустимий середній струм I _TAV при заданих умовах роботи пов'язаний з граничним струмом I _TAVm поруч коефіцієнтів, що враховують ці умови:

I _TAV = K ^_λ. K ^_f. K ^_T. K ^_v. I _TAVm, (22)

Де K _λ - коефіцієнт, що враховує відміну кута провідності від 180 град. ел. і відмінність форми струму від синусоїдальної; при прямокутної та трапецеїдальної формі струму з кутом провідності, близьким 120 град. ел., можна прийняти K _λ = 0,8;

K _f - коефіцієнт, що враховує вплив частоти; при частоті 50 Гц K _f = 1;

K _T - коефіцієнт, що враховує температуру навколишнього середовища T _a; при T _a <40 ° C можна прийняти K _T = 1;

K _v - коефіцієнт, що враховує швидкість охолоджуючого повітря; при номінальній швидкості K _v = 1, при природному охолодженні без обдування K _v сніжаетсядо 0,25 ... 0,4.

Знаючи необхідний струм тиристора в режимі перевантаження, можна знайти граничний струм I _TAVm і попередньо вибрати тип тиристора.

, (23)

.

За [1] вибираємо тиристор типу Т133-400 (охолоджувач О143-150). Параметри тиристора наведені в таблиці 3.

Таблиця 3. Параметри тиристора типу Т161-160

Найменування параметру	значення
Граничний струм I TAV (температура корпусу Т з = 85 ° C, кут провідності λ = 180 град., F = 50 Гц), А	160
Ударний неповторяющийся ток у відкритому стані I TSM при максимально допустимій температурі переходу T Jm, кА	4
Максимально допустима температура переходу T Jm, ° C	125
Гранична напруга U Т (ТО), В	1,15
Диференціальний опір у відкритому стані r t, мОм	1,40
, , В	300-1600

3.2 Вибір запобіжників і перевірка тиристорів на струми короткого замикання

При розрахунку аварійних струмів зазвичай використовують відносні одиниці, приймаючи за базу амплітуду усталеного струму трифазного короткого замикання I _m:

, (30)

де K _{з max} враховує можливе підвищення напруги мережі.

Малюнок 4.Амплітуда ударного струму і інтеграл граничного навантаження у відносних одиницях при внутрішньому КЗ тиристорного перетворювача по трифазної мостовою схемою

За залежності відносного значення амплітуди ударного струму I _{* уд} при внутрішньому короткому замиканні від параметрів трансформатора (рис.4) визначимо I _{* уд} = 0,9 (при ).

Тоді амплітуда струму короткого замикання:

, (31)

.

Тепловий вплив на вентилі перетворювача характеризується інтегралом граничного навантаження .

За залежності відносного значення інтеграла граничного навантаження від параметрів трансформатора (рис. 4) визначимо W _* = ^0,41. 10 ^-4 (при ).

Інтеграл граничного навантаження:

, (32)

.

Ударний неповторяющийся ток тиристора у відкритому стані (відповідно до табл. 3) I _TSM = 4 кА.

За значенням ударного струму I _TSM може бути визначений захисний показник -значення інтеграла від квадрата ударного прямого струму синусоїдальної форми за час напівперіоду напруги мережі:

, (33)

З порівняння видно, що тиристор не витримує ударний струм: I _{TSM уд;} W _T> W. Необхідна установка запобіжників.

Проведемо попередній вибір запобіжника. Номінальна лінійна напруга на вторинній стороні трансформатора U _2Л = 205 В. Чинне значення струму через тиристор:

(34)

Обраний запобіжник типу ПП57-3137 на номінальну напругу 220 В, номінальний струм 100 А з плавкою вставкою на 100 А [1] забезпечує захист тиристорів від струму короткого замикання. Проте, застосуємо паралельне з'єднання двох тиристорів. При цьому чинне значення струму, що протікає через тиристор при струмі I _у:

(35)

Де До _в - число паралельно з'єднаних вентилів;

При перевантаженні діюче значення струму через тиристор при паралельному з'єднанні:

(36)

За времятоковим характеристикам видно, що плавка вставка витримає цю перевантаження протягом більше 10 хв, що значно більше заданого часу (t _П = 2 с). Таким чином, обрана плавкахвставка забезпечує роботу перетворювача при заданих навантаженнях.

Перевіримо умову захисту тиристора на струми короткого замикання. Чинне значення першої напівхвилі струму короткого замикання при внутрішньому короткому замиканні:

, (37)

Тоді за характеристиками для інтеграла відключення і струму, обмеженого запобіжником [1] знайдемо при I ₀ = I _уд.д: W _пр = ^0,9. 10 ^{4А 2.} с; I _пр = 4 кА.

З огляду на, кількість паралельно включених вентилів n _в і коефіцієнта нерівномірності розподілу струмів по вентилях До _В, отримаємо:

Максимальна амплітуда аварійного струму через «здоровий» тиристор, яка обмежується запобіжником, не повинна перевищувати допустимий ударний струм:

I _TSM> I _'пр. (38)

Максимально можливий обмежений запобіжником інтеграл струму через будь-який неушкоджений тиристор повинен бути менше його захисного показника:

W _t> W _'пр. (39)

Обидва умови виконуються з великим запасом (4000 А> 2200 А; 87000 А ^2. з> 2700 А ^2. с), отже, при виході з ладу одного з тиристорів запобіжник забезпечує захист інших. Застосування паралельного з'єднання двох тиристорів обгрунтовано, так як інакше умови (38) і (39) не були б виконані.

Тепер можна вважати, що тиристори і запобіжники обрані остаточно.

4. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ І ВИБІР реактора, що згладжує

При розрахунку індуктивності реактора, що згладжує виходять з допустимого рівня пульсацій випрямленого струму при сталій навантаженні і номінальному напрузі на двигуні.

Перша гармоніка пульсацій має максимальну величину і найгірше фільтрується, тому інші гармоніки не розглядаються. Амплітуда першої гармоніки пульсацій при заданому номінальному напрузі на двигуні U _Н визначається кутом управління α, який можна визначити, перетворивши рівняння зовнішньої характеристики. Замість r _т підставимо половинне значення, так як два тиристора об'єднані паралельно.

, (40)

Де U _{do max} - випрямлена напруга при максимальній напрузі мережі;

U _{do max} = ^2,34. До _{з ^max.} U _2H, (41)

U _{do max} = ^{2,34. 1,1.} 118,4 = 305 В.

,

отже α = 40 град. ел.

Амплітудне значення першої гармоніки випрямленої напруги:

, (42)

де m- пульсность; для трифазної мостової схеми m = 6.

Необхідна індуктивність ланцюга випрямленого струму L _d може бути визначена по напрузі U _{dm (1)} і заданому коефіцієнту пульсацій q:

(43)

Так як L _d> L _я, то необхідна установка реактора з індуктивністю:

L> L _d - L _я. (44)

Розрахункова індуктивність згладжує реактора:

L = ^12,2. 10 ^-3 - ^3,9. 10 ^-3 = ^8,3. 10 ^-3 Гн.

Номінальний струм реактора I _LH повинен бути більше струму I _У.

Вибираємо реактор СРОС-200 / 0,5 на номінальний струм I _LH = 800А з індуктивністю _L L = 15 мГн і активним опором обмотки r _L = 20 мОм [1].

Допустимий струм реактора протягом 10 с при перевантаженні 150%:

I _{п доп} = ^2,5. L _LH, (45)

I _{п доп} = ^2,5. 200 = 500 А.

Реактор витримає перевантаження, так як струм перевантаження двигуна I _П менше за величиною і за тривалістю (346,5 А <500 А, 2 з <10 c).

Загальна індуктивність в ланцюзі випрямленого струму:

L _d = L _я + L _L, (46)

L _d = ^3,9. 10 ^-3 + ^15. 10 ^-3 = 18,9 мГн.

Індуктивний опір:

x _d = ^ω. L _d, (47)

x _d = ^{314. 18,9.} 10 ^-3 = 5,9 Ом.

Напруга на двигуні при мінімальному напрузі мережі і струмі I _У:

, (48)

Напруга U> U _H (232,6 В> 220 В), отже, випрямляч забезпечує заданий режим.

5. РОЗРАХУНОК І ПОБУДОВА ЗОВНІШНІХ, регулювальних і ЕНЕРГЕТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕТВОРЮВАЧА

На основі математичного опису [1] розроблена програма розрахунку зовнішніх, регулювальних, енергетичних і обмежувальних характеристик перетворювача, за допомогою якої побудовані характеристики на ЕЦОМ. Також будуються зовнішня і обмежувальна характеристики, розраховані наближеним методом при нехтуванні активними опорами. Для напруги U _З, рівного 220 В, розрахунком за допомогою ЕОМ визначено кут α = 40 град. ел. Для цього кута проведений розрахунок.

Напруга на холостому ходу в переривчастому режимі:

(49)

де ;

n _г - число груп вентилів; для трифазної мостової схеми n _г = 2.

Напруга на холостому ходу в ідеальному випрямлячі в безперервному режимі:

(50)

Тоді граничний струм визначається формулою:

(51)

Де X _Σ = n ^_г. X _a + X _d - сумарне індуктивний опір в ланцюзі перетворювача.

Рівняння зовнішньої характеристики в безперервному режимі:

(52)

Тоді при I _d = I _{d гр} = 2,66 А,

при I _d = I _У = 68 А,

По двох точках будуємо зовнішні характеристики в переривчастому і безперервному режимі.

Рівняння обмежувальної характеристики:

(53)

Де δ _min - мінімально допустимий кут виключення; приймаємо δ _min = 15 ^°.

Тоді при I _d = 0,

при I _d = I _У = 68 А,

Характеристики побудовані наближеним методом практично збігаються з характеристиками, отриманими за допомогою ЕОМ. Можна зробити висновок, що наближений метод придатний для розрахунку і активний опір мало впливає на вигляд зовнішніх характеристик.

6. АНАЛІЗ ОТРИМАНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Зовнішні характеристики побудовані для різних кутів в режимах переривчастого і безперервного струму (рис. 5, 6). Для наочності характеристики в переривчастому і безперервному режимі побудовані в різних масштабах. На графіках видно, що чим більше кут управління, тим нижче йде характеристика.

Обмежувальна характеристика (рис. 5, 6) також, як і зовнішні, побудована для одного комплекту двухкомплектной перетворювача (комплекту «Вперед»). Вона являє собою пряму і обмежує область стійкої роботи перетворювача. Енергетичні характеристики для ККД, коефіцієнта потужності χ, коефіцієнта несинусоїдальності струму υ, cos (φ) у функції струму побудовані на загальному графіку для кута α (рис. 10), що відповідає номінальній напрузі на двигуні при струмі I _У. Енергетичні характеристики для цих же показників у функції напруги будуються при постійному струмі I _У.З графіка залежності η = f (I) при різних кутах управління (рис. 9) видно, що при куті управління α = 87,4 град. ел. і струмі I = I _у = 68 А ККД спадає до нуля, так як при цих умовах напруга на двигуні дорівнює нулю, тобто корисна потужність дорівнює нулю. При струмі I> I _у ККД залишається рівною нулю, так як споживана потужність позитивна, а напруга на двигуні негативне. При кутах управління α = 33 град. ел. і α = 137,9 град. ел., що забезпечують напругу ± 220 В, графіки ККД в інверторному і випрямному режимах збігаються. Аналогічно, практично збігаються графіки ККД при кутах управління α = 63,7 град. ел. і α = 110,3 град. ел., але проходять нижче попередніх. Крім того, графіки ККД в деякій точці досягає максимального значення, а потім кілька спадают.Із графіків залежностей υ = f (I), χ = f (I), cos φ = f (I) видно, що зі збільшенням струму значення функцій χ = f (I) і cos φ = f (I) зменшуються, а υ = f (I) збільшуються. При I = const і збільшення модуля напруги cos φ і χ зростають, а υ не змінюється.

З графіка залежності η = f (U) при I = const (рис. 11) видно, що при переході з инверторного режиму в випрямний, ККД дорівнює нулю.

Регулювальні характеристики перетворювача разом з системою управління U = f (U _упр) побудовані для різних напруг зсуву U _см (рис. 12-16). При U _см = 0 кут узгодження a ₀ = 90 град. ел., тому в режимі безперервного струму характеристики комплектів практично збігаються, що забезпечує високу якість регулювання. Однак, в режимі переривчастого струму характеристики неоднозначні. При збільшенні U _см росте α ₀ і характеристики комплектів розходяться, затягується час перемикання і якість регулювання зменшується. Тому кут початкового узгодження потрібно вибирати з компромісних міркувань. У системах з підвищеними вимогами до якості регулювання встановлюють a ₀ = 95 ... 100 °, а в масовому електроприводі a ₀ = 105 ... 115 °. Тому вибираємо a ₀ = 110 °.

7. ПОБУДОВА часових діаграм

Побудова тимчасових діаграм проводиться при номінальній напрузі мережі для кута α = 63,7 град. ел, що забезпечує при струмі I _У напруга на навантаженні, яке дорівнює 110 В. Цей кут визначений при розрахунку зовнішніх характеристик.

Кут комутації:

, (54)

На діаграмах фазних ЕРС за нуль прийнятий потенціал нуля трансформатора. На діаграми наносяться ординати, відповідні кутах α і β для анодної і катодної груп вентилів. На ділянці комутації вторинна напруга йде по кривій, що ділить ординати між фазними ЕРС, які беруть участь в комутації, навпіл.

При побудові діаграми випрямленої напруги за нуль прийнятий потенціал загального анода.

При побудові струмів приймається, що L _d = ∞ і межкоммутаціонние ділянки горизонтальні.

При побудові напруги на вентилі потенціал загального катода приймається рівним нулю.

Малюнок 5. Зовнішні й обмежувальна характеристики, побудовані за допомогою ЕОМ і отримані наближеним розрахунком

Малюнок 6. Зовнішні та обмежувальна характеристики, побудовані за допомогою ЕОМ в більшому масштабі по току і наближена зовнішня характеристика в області переривчастого струму

Малюнок 7. Регулювальні характеристики перетворювача U = f (α), отримані за допомогою ЕОМ

Малюнок 8. Регулювальні характеристики перетворювача U = f (U _упр), отримані за допомогою ЕОМ (при U _см = 0)

Малюнок 9. Енергетичні характеристики перетворювача η = f (I _d) для різних заданих напружень, отримані за допомогою ЕОМ

Малюнок 10. Енергетичні характеристики при зміні струму навантаження, отримані за допомогою ЕОМ

Малюнок 11. Енергетичні характеристики при регулюванні напруги на якорі двигуна, отримані за допомогою ЕОМ

Малюнок 12. Регулювальні характеристики двухкомплектной реверсивного перетворювача U = f (U _упр) при U _см = 0 В

Малюнок 13. Регулювальні характеристики двухкомплектной реверсивного перетворювача U = f (U _упр) при U _см = 0,5 В

Малюнок 14. Регулювальні характеристики двухкомплектной реверсивного перетворювача U = f (U _упр) при U _см = 1 В

Малюнок 15. Регулювальні характеристики двухкомплектной реверсивного перетворювача U = f (U _упр) при U _см = -0,5 В

Малюнок 16. Регулювальні характеристики двухкомплектной реверсивного перетворювача U = f (U _упр) при U _см = -1 В

ЛІТЕРАТУРА

1. Гельман М. В. Проектування тиристорних перетворювачів для електроприводів постійного струму. Навчальний посібник. -Челябінськ: ЧДТУ, 1996.-91 с.

2. Гельман М. В. Альбом схем з перетворювальної техніки. -Челябінськ: ЧПІ, 1992.-60 с.

3. Чебовскій О. Г. Моісеєв Л. Г. Недошивін Р. П. Силові напівпровідникові прилади: Довідник. -М .: Вища школа, 1985, -401 с.

4. Запобіжники плавкі серії ПП57: Каталог 07.04.07 - 84. Електротехніка СРСР. -М .: Інформелектро, 1985. -12 с.