2.Елементів та розрахунок параметрів силового контура системи тп-д

2.1 Двигун постійного струму з незалежним збудженням

Основними даними для вибору двигуна являються: потужність Р_ном, напруга живлення U_ном та номінальна частота обертів на валу n_ном.

Технічні дані двигуна знаходяться в довідковій літературі. Якщо в довідковій літературі окремі дані відсутні, то їх визначають приблизно за основними номінальними параметрами.

За заданими до курсової роботи даними вибераємо двигун постійного струму серії 2ПН250LГ з наступними параметрами: , , , , , , , , .

Обмотка збудження − незалежна .

При розрахунках у міжнародній ­­системі одиниць використовується не частота обертання n, а кутова швидкість двигуна , номінальне значення якої, с^-1:

.

Номінальний момент на валу двигуна:

.

Еквівалентний (сумарний) опір двигуна:

Стала двигуна C_d визначається за формулою:

За номінальним струмом двигуна виберемо шунт типу 75ШСМ на номінальний струм 150 А при струмі двигуна 105,47А. Номінальний опір шунта 500 мкОм, спад напруги на якому складає 75 мВ.

Виходячи з загальної умови, щоб номінальна швидкість тахогенератора була рівна або більша за номінальну швидкість двигуна, приймаємо тахогенератор ТП130 з номінальною швидкістю n=3000 об/хв.

Еквівалентний опір якірного кола:

де R_т.п – опір тиристорного перетворювача. Для трифазної мостової схеми при використанні струмообмежуючого реактора (див. п.3.3);

R_ш – опір шунта;

R_зг.р – опір згладжувального реактора (див п.3.4);

R_з.п = 0,006…0,008 Ом – опір з’єднувальних проводів (залежить від місця установки перетворювача, приймемо R_з.п = 0,007 Ом).

2.2 Тиристорний перетворювач

2.2.1 Схеми випрямлення

В тиристорних електроприводах постійного струму для живлення кола якоря застосовують різні схеми керованих вентильних перетворювачів. Вибір тієї чи іншої схеми залежить від ряду факторів. Основними з них є: потужність двигуна, діапазон і точність регулювання, режим роботи, допустимі пульсації струму і напруги в колі навантаження, енергетичні показники (ККД, коефіцієнт потужності cos), простота та надійність приводу.

Всі існуючі схеми випрямлення розподіляються на нульові та мостові, які в залежності від виконання можуть бути однофазними, трифазними й багатофазними. Якщо навантаженням керованого випрямляча Z_н є якірне коло двигуна постійного струму, то він називається тиристорним перетворювачем ТП.

Слід зазначити, що, вибираючи силову схему ТП, необхідно враховувати не тільки енергетичні фактори, але й вимоги до регулювальних показників проектованої системи електроприводу.

Для реверсивного електроприводу використовують спеціальні трифазні нульові і мостові схеми ТП. Оскільки реверс двигуна здійснюється зміною полярності струму обмотки збудження, то для випрямлення струму якоря двигуна приймемо трифазну шестипульсну мостову схему випрямлення. Дана схема приведена на рисунку 3.1.

Рис. 2.1. Трифазну шестипульсна мостова схема випрямлення

2.2.2 Вибір тиристорів

Тиристори вибирають за допустимим значенням прямого струму і зворотної напруги з урахуванням способу й ефективності їхнього охолодження.

Для тиристорів з повітряним охолодженням та типовими семиреберними радіаторами необхідна величина струму (середнє значення)

,

де k_I.ср – коефіцієнт середнього струму (для трифазної мостової схеми k_I.ср = 0,33);

k_зI = 2...2,5 – коефіцієнт запасу за струмом, який враховує пусковий струм двигуна ( приймаємо 2,2);

k_ох  коефіцієнт, враховуючий умови охолодження (k_ох = 2,5 – при природному охолодженні);

I_dн – номінальний струм навантаження, який в загальному випадку відповідає номінальному струму двигуна, тобто I_dн = I_ном=105,47А.

Максимальна величина зворотної напруги, яка прикладається до тиристора:

,

де k_o– коефіцієнт зворотної напруги (для трифазної мостової схемиk_o = 1,05);

U_2л– лінійна напруга на вході ТП (при використання струмообмежувальних реакторів приймаютьU_2л = U_л.м– величина лінійної напруги мережі);

k_U– коефіцієнт схеми ТП за напругою (для трифазної мостової схемиk_U= 1,35).

Розрахункова звороня напруга тиристора:

,

де k_з.н = 1,3...1,8 – коефіцієнт запасу за напругою, який враховує можливе зростання напруги живлячої мережі та імпульсну перенапругу, пов’язану з комутацією вентилів(приймемо 1,4).

За отриманими значеннями I_т.сртаU_т попередньо вибирають тиристори з прямим струмомI_т.пі зворотною напругоюU_т.зв з умови, щоб

I_т.п I_т.ср , U_т.зв U_т ,

при цьому клас тиристора за напругою повинен бути не менш U_т /100.

Виберемо тиристор табличного типу Т123 з прямим струмом через тиристор200 А, напруга на тиристорі 400…1600 В.