Расчет трехфазного мостового тиристорного выпрямителя. Выбор элементов встречно-параллельной, реверсивной схемы. Разработка системы управления тиристорами. Электротехнические параметры силового трансформатора и его коэффициент полезного действия.
Аннотация к работе
Реверсивным называется преобразователь, через который выпрямленный ток может протекать в обоих направлениях. Так как тиристоры пропускают ток только в одном направлении, то для изменения направления тока приходится использовать два комплекта тиристоров, каждый из которых работает в своем направлении. Во встречно-параллельной схеме (рисунок ниже) оба комплекта тиристоров питаются от общей обмотки трансформатора, причем обе тиристорные группы включены встречно-параллельно друг другу.Для выбора элементов выпрямителя определим мощность, которую необходимо получить на нагрузке.При этом напряжение первичной обмотки трансформатора: Напряжение вторичной обмотки трансформатора: Расчетный коэффициент трансформации: Ток первичной обмотки трансформатора: Тогда: Полная кажущаяся мощность холостого хода: Угол сдвига тока относительно напряжения: Активное сопротивление, учитывающее потери на гистерезис и вихревые токи: Индуктивное сопротивление намагничивания: Индуктивность намагничивания: Аналогично расчет по данным опыта короткого замыкания: Индуктивность намагничивания: Полученные величины приводим ко вторичной цепи: Т. о., паразитные параметры на одну фазу трансформатора:Падение выпрямленного напряжения на активных сопротивлениях: Угол коммутации, определяемый активными сопротивлениями фазы трансформатора: Падение напряжения от коммутации при индуктивном сопротивлении: Угол перекрытия фаз: Выпрямленное напряжение холостого хода: Значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора: Уточненный коэффициент трансформации. Габаритная мощность вторичных обмоток трансформатора: Коэффициент использования вторичных обмоток: Габаритная мощность трансформатора: Коэффициент использования трансформатора: Указанные величины отличаются соответственно.Действующее значение тока вентиля: Среднее значение тока вентиля: Выбираем из справочника тиристор ТБ2-160-3, его параметры.Мощность потерь на одном вентиле:
Мощность потерь на вентилях всех фаз:Коэффициент полезного действия трансформатора найдем по выражению:
Тогда:В силовых полупроводниковых преобразователях различают следующие виды перенапряжений: - внешние перенапряжения, возникающие как со стороны питающей сети, так и со стороны нагрузки; внутренние перенапряжения, возникающие при коммутации в преобразователях; Для защиты силовых полупроводниковых вентилей от коммутационных перенапряжений в процессе их переключений, а также от коммутаций в цепи нагрузки, параллельно вентилям включают индивидуальные RC-цепочки. Произведем расчет параллельной RC-цепочки для защиты прибора от коммутационных перенапряжений, возникающих при переключении тиристоров. Применяемый тиристор имеет критическую скорость нарастания напряжения В/мкс: Тогда: В момент коммутации: Выразим величину сопротивления RC-цепочки: Ограничим выброс коммутационного перенапряжения величиной UVSMAX = 1,25вых, что соответствует коэффициенту демпфирования: Выразим величину емкости конденсатора в RC-цепочке: Подставим числовые данные и определим величины R и C: Мощность резистора определим, учитывая то, что за период происходит заряд и разряд конденсатора, сопровождающийся протеканием тока через резистор и выделением тепла на нем, из выражения: Цепью разряда конденсатора RC-ветви являются резистор и включенный тиристор.Из справочника выбираем резистор ТВО - 68 Ом±10%.Встречно-параллельная силовая схема реверсивного тиристорного преобразователя: В двухкомплектных реверсивных преобразователях используют раздельное и совместное управление тиристорными группами (комплектами). В преобразователях с раздельном управлением уравнительные реакторы не требуются. Раздельное управление принципиально отличается от совместного тем, что управляющие импульсы СИФУ подаются только на работающий комплект (группу) тиристоров, другая группа (противоположной полярности) оказывается в это время запертой. Раздельное управление реализуем следующим способом переключением комплектов в функции знака управляющего сигнала, подаваемого на вход системы управления (ЛПУ не разрешает переключение до момента равенства тока нагрузки Id=0). Логическое переключающее устройство раздельного управления включает в себя нуль-орган (НО), триггер T1 заданного направления тока, триггер T2 истинного значения тока, схему совпадении состояний триггеров (СС), элемент отсчета выдержки времени (ЭОВВ), датчик проводимости вентилей (ДПВ).Соберем трех мостовую схему в пакете MATLAB и проведем ее моделирование. Рисунок 12. Ток и напряжение на нагрузке: Рисунок 13.Степень защиты приводится в виде IPXX, где первая цифра обозначает - уровень защиты от попадания твердых частиц и степень защиты по электробезопасности, а вторая - защиту от влаги. Так же необходимо обеспечить защиту от прикосновения пальцами к токоведущим частям. Настоящий стандарт распространяется на электротехнические изделия с номинальным напряжением не более 72,5 КВ и устанавливает степени защиты, обеспечиваемые оболочками, их обозначения и методы испытаний.
План
Содержание
1. Выбор и расчет выпрямителя
2. Расчет параметров элементов
2.1 Расчет параметров силового трансформатора
2.2 Расчет падений выпрямленного напряжения
3. Выбор и расчет вентилей
4. Расчет потерь в вентилях
5. Расчет КПД
5.1 Защита тиристоров
5.2 Выбор резистора и конденсатора
6. Разработка СИФУ
7. Моделирование преобразователя
8. Разработка конструкции преобразователя
Заключение
Список использованной литературы
1. Выбор и расчет выпрямителя
Тип преобразователя: тиристорный, схема 3-х мостовая, реверсивный, встречно-параллельный, управление раздельное.