Проектирование тягового полупроводникового преобразователя - Курсовая работа

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ Кафедра «Электроснабжение железных дорог» Выполнил студент А.К.В курсовом проекте, производится расчет преобразовательного агрегата, предназначенного для установки на тяговых подстанциях метрополитена. Преобразователь собран по шестипульсовой схеме (трвеугольник-треугольник) преобразования и состоит из преобразовательного трансформатора и трехфазного мостового выпрямителя (рис. Мостовая схема обладает рядом достоинств, по сравнению с нулевой схемой с уравнительным реактором.Номинальный и перегрузочный режимы принимаются исходя из рекомендаций. Параметры номинального режима по току определяются по заданию. Кратность в процентах от номинального тока, длительность перегрузок и цикличность должны соответствовать требованиям к тяговым выпрямителям (ГОСТ 2329-70): 125% в течении 15 минут 1 раз в 2 часа: 3500 Среднее выпрямленное напряжение в режиме холостого хода вычисляется по формуле: , где - потери выпрямленного напряжения на коммутацию, 10% от Среднее значение тока плеча в номинальном режиме, А =2800/3=933.333A А Эффективное значение тока плеча в номинальном режиме, А А Эффективное значение линейного тока вторичной обмотки в номинальном режиме, А А Эффективное значение фазного тока вторичной обмотки в номинальном режиме, А А Эффективное значение фазного тока первичной обмотки в номинальном режиме, А I1fn=1319.933/8.929Выбран трансформатор соответствующий требованиям проекта. типовая мощность преобразовательного трансформатора, Вт;Начало развитии короткого замыкания совпадает с моментом окончания очередной коммутации. Это обусловлено тем, что в момент окончания коммутации в схеме происходят наибольшие коммутационные перенапряжения. Режим предшествующий короткому замыканию - нормальный. 2 представлена схема возможных коротких замыканий трехфазного мостового преобразователя, а на рис. Амплитуда периодической составляющей тока короткого замыкания, А Временная диаграмма тока короткого замыкания представлена на рис.Так как СПП имеют низкую перегрузочную способность, то при расчете необходимо рассмотреть три режима работы тягового преобразователя: режим длительной нагрузки режим рабочий перегрузки но не чаще чем через каждые режим аварийной перегрузки В расчете определяем число параллельных (а) СПП для перечисленных выше режимов, а затем принимаем наибольшее из них и округляют его до большего целого числа, если дробная часть превышает 0,1. A На основании выше указанных значений, выбираем для расчета диод Д253-1600 с охладителем О153-150. Характеристики диода: максимальное обратное напряжение URRM=1000 предельный ток диода пороговое напряжение дифференциальное сопротивление Ом тепловое сопротивление структура-контур тепловое сопротивление корпус-охладитель тепловое сопротивление охладитель - окружающая среда при естественном охлаждении и температуре воздуха максимальная допустимая температура полупроводниковой структуры наибольшая возможная разность зарядов восстановления последовательно включенных приборов переходное тепловое сопротивление за время соответствующее эквивалентному прямоугольному импульсу мощности (t=6мс) переходное тепловое сопротивление переход корпус за время ?=6 мс (соответствует 120 эл. град.) переходное тепловое сопротивление переход корпус за период Т=20 мс Находим число параллельных СПП в плече в общем случае определяется из соотношения: где: - ток плеча преобразователя для соответствующего режима его работы (в режиме длительной нагрузки , в режиме кратковременной перегрузки для режима аварийной перегрузки ток плеча принимается равным амплитуде тока короткого замыкания), А;Число последовательных СПП определяется из соотношения: где: - максимальное обратное напряжение на плече преобразователя в номинальном режиме, В; коэффициент неравномерности распределения напряжения, в расчетах принимается равным 1,1; кратность перенапряжений, принимаем равным 1,7…1,8 для тяговых преобразователей. s=1.143 s:=ceil(s) s=2Одной из важнейших характеристик, определяющих работу выпрямителя, является его внешняя характеристика, которая представляет собой зависимость среднего выпрямленного напряжения от среднего выпрямленного тока . Потери в преобразователе можно условно разделить на следующие основные составляющие: · потеря напряжения на коммутации Потеря напряжения на силовых полупроводниковых приборах: где: - число плеч, одновременно проводящих ток; Наличие индуктивных сопротивлений на стороне переменного тока преобразователя приводит к появлению интервала коммутации, который называется углом коммутации и измеряется в электрических градусах.

Содержание

1. Выбор и обоснование выпрямительной схемы

2. Расчет напряжения, токов и мощности. выбор трансформатора

3. Выбор прототипа преобразовательного трансформатора и расчет его сопротивлений

4. Расчет токов в аварийных режимах

5. Выбор типа диода и разработка соединения схемы плеча преобразователя

6. Разработка соединения схемы плеча преобразователя

7. Исследование внешних характеристик выпрямительного агрегата и исследование коммутации

8. Исследование энергетических характеристик

Заключение

Список литературы

1. Выбор и обоснование выпрямительной схемы