Обоснование выбора схемы выпрямления. Определение параметров нагрузки. Анализ свойств силовых условий эксплуатации. Расчет трансформатора с учетом коэффициента запаса. Вычисление надежности трехфазной мостовой системы тиристорного преобразователя.
Аннотация к работе
На базе основного схемного решения тиристорного преобразователя (ТП) разработать преобразователь, отвечающий техническим требованиям по надежности, изложенным в настоящем техническом задании.§ Обоснование выбора схемы выпрямителя; § Расчет и выбор основных элементов силовой цепи с учетом реальных условий эксплуатации; § Формулирование понятия отказа ТП на основании изучения физических процессов, протекающих при его работе; § Поэлементный (поблочный) расчет надежности с учетом режимов работы элементов и расчет надежности основного соединения ТП в целом; § Повышение надежности изделия за счет применения резервирования; § Разработка комплекса организационных и технических мероприятий (регламентные и восстановительные работы), направленных на предупреждения отказов при эксплуатации изделия; § Разработка технических средств диагностирования работоспособного состояния некоторых блоков (элементов).ТП предназначен для регулирования напряжения на якоре двигателя постоянного тока (ДПТ). Условия эксплуатации изделия - внутрицеховые.Номинальная мощность ДПТ ;.В настоящее время основным видом преобразователей являются управляемые тиристорные выпрямители (УТВ).Трехфазная нулевая схема тиристорного преобразователя.Нулевые схемы выпрямления рекомендуется применять при низких значениях выпрямленного напряжения .Номинальный ток якоря в двигателе можно рассчитать по формуле: , где: - коэффициент полезного действия двигателя.Значение для общепромышленных машин постоянного тока серий П2 и П можно принять равным 314 с-1.Идеальным является выпрямитель, выполненный на элементах, не имеющих потерь. Анализ схем выпрямления ведем, положив угол управления тиристорами равным нулю. Так как у идеального выпрямителя нет внутреннего падения напряжения, то , где - внутренняя ЭДС выпрямительной схемы при . Очевидно, что при нагрузке на выходе выпрямителя R, либо RL типа, мощность, отдаваемая преобразователем, и загрузка его элементов будут максимальными при .Выбор силовых трансформаторов преобразовательных схем осуществляется по каталогам, исходя из следующих данных: § схема соединения обмоток трансформатора; § значение первичного напряжения ; § значение вторичного фазного напряжения (или для идеального преобразователя). Последнее определяется по (6), (7), (8) и данным справочной таблицы. § расчетное значение типовой мощности трансформатора , § где - число фаз первичной и вторичной обмоток соответственно; Относительное значение типовой мощности трансформатора назовем коэффициентом использования трансформатора в выпрямительной схеме. ,Всем расчетным параметрам присвоен индекс «и», что означает, что расчеты выполнены для идеальной схемы.При эксплуатации тиристорных преобразователей в реальных условиях возникают отклонение напряжения и тока от расчетных значений за счет неидеальности элементов схем и действия внешних возмущений (колебания сетевого напряжения, температуры окружающей среды и воздействия токовых перегрузок). На стадии проектирования при определении параметров схем вводят ряд коэффициентов запаса, каждый из которых позволяет учесть влияние определенных эксплуатационных факторов.Определяем значение коэффициента трансформации . Определяем значения коэффициентов запаса: ; ; ; ; Тогда линейный ток, потребляемый из сети, составит Определяем значение типовой мощности трансформатора с учетом эксплуатационных факторов: ; ; ; ; Рассчитаем относительное значение коэффициента использования трансформатора в выпрямительной схеме: ,В электротехнических справочниках приведены технические параметры некоторых серийных трансформаторов, которые могут быть применены в проектируемой схеме ТП.РАСЧЕТ ТИРИСТОРОВ. Основным параметров, по которому осуществляется выбор тиристоров для преобразователей, работающих на частотах , является предельно допустимый средний ток, протекающий через прибор в открытом состоянии . , При этом за номинальное значение принимают такой ток , который разогревает полупроводниковую структуру прибора до предельной рабочей температуры при определенных условиях охлаждения.Рассчитать наработку до отказа трехфазной нулевой схемы выпрямителя, работающего на обмотку возбуждения двигателя постоянного тока (рис. 3.). Напряжение сети переменного тока , напряжение сети постоянного тока , номинальное значение тока обмотки возбуждения . Условия эксплуатации - внутрицеховые; считать что поток отказов - простейший.