Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Реакторы для вентильного электропривода
В вентильном электроприводе реакторы выполняют следующие функции: ограничивают скорость нарастания и величину аварийного тока через тиристор; уменьшают зону прерывистых токов; сглаживают пульсации выпрямленного тока. В реверсивном вентильном электроприводе на реакторы может возлагаться функция ограничения уравнительных токов при совместном управлении вентильными группами. Кроме того, в вентильном электроприводе реакторы могут выполнять дополнительные функции: ограничение скорости нарастания аварийного тока при открывании инвертора; ограничение тока через вентили в первый полупериод питающего напряжения при коротком замыкании на стороне выпрямленного тока. Индуктивность реактора зависит от его назначения, силовой схемы преобразователя и расположения реакторов в схеме.
Выбор анодных реакторов. При бестрансформаторном исполнении преобразователя на стороне переменного тока включают реакторы, предназначенные для ограничения скорости нарастания и величины аварийного тока через тиристоры. Реакторы не должны уменьшать свою индуктивность при токах короткого замыкания [6], поэтому они выполняются воздушными без железного сердечника. Величину индуктивности токоограничивающего реактора можно приближенно определить из выражения
, (2.23)
где – коэффициент запаса превышения допустимого ударного тока; – допустимый ударный ток тиристора согласно справочных данных, А. Реактор выбирают на напряжение питающей сети и рассчитанный ток вторичной цепи по формуле (2.12):
. (2.24) Расчет и выбор уравнительных реакторов. Уравнительные реакторы применяются только для реверсивных схем тиристорных преобразователей при совместном способе управления выпрямительной и инверторной группами вентилей для ограничения значения уравнительного тока. Подробное описание схем, режимов работы реверсивных тиристорных преобразователей и способов управления изложено в [1, 2, 4-6]. При совместном согласованном управлении вентильными комплектами требуемую индуктивность уравнительного контура определяют исходя из ограничения действующего значения уравнительного тока I ур до 5–10 % от I дв.ном, т. е.
, (2.25)
где – амплитудное значение фазного напряжения вторичной обмотки силового трансформатора для нулевых схем выпрямления; – амплитудное значение линейного напряжения вторичных обмоток силового трансформатора для мостовых схем; – угловая частота питающей сети; – принятое минимальное значение уравнительного тока; – коэффициент, характеризующий действующее значение уравнительного тока (определяется в зависимости от угла управления и схемы реверсивного выпрямителя, при согласованном управлении наибольшего значения достигает при и составляет для трехфазной нулевой и трехфазной мостовой встречно-параллельной схемы ; для трехфазной мостовой перекрестной и шестифазной нулевой ) [5].
Индуктивность уравнительных реакторов, необходимая для ограничения уравнительного тока на заданном уровне:
. (2.26)
Токоограничивающие реакторы включают в контр уравнительного тока по одному или по два на группу (рис. 2.2). Уравнительные реакторы могут выполняться ненасыщающимися (с воздушным зазором) насыщающимися При использовании ненасыщающихся уравнительных реакторов в схемах выпрямителей (рис. 2.2, а, б) устанавливают два одинаковых уравнительных реактора (по одному на каждое направление тока двигателя), индуктивность каждого из которых выбирают равной
. (2.27)
С целью уменьшения габаритов уравнительных реакторов их выполняют частично либо полностью насыщающимися. Индуктивность каждого полностью насыщающегося уравнительного реактора, по которому течет рабочий ток реактора, равна практически нулю (уравнительный реактор в режиме насыщения), а все напряжение прикладывается ко второму уравнительному реактору (рис. 2.2, в), следовательно, ограничение будет осуществляться вторым уравнительным реактором:
. (2.28)
Для частично насыщающихся уравнительных реакторов индуктивность каждого выбирают равной
. (2.29) Для снижения габаритов уравнительных реакторов можно использовать два способа: применять несогласованное управление группами вентилей преобразователя; увеличивать принимаемое значение уравнительного тока до 0,2I d
При раздельном управлении комплектами вентилей преобразователя уравнительный реактор не используется. Ток, протекающий через уравнительный реактор, равен сумме токов нагрузки и уравнительного тока
. (2.30)
Уравнительные реакторы выбирают по требуемым значениям индуктивности и тока:
, (2.31)
где и – номинальные индуктивность и ток реактора.
Реактор для ограничения зоны прерывистых токов. Для получения гранично-непрерывного режима при заданном максимальном значении угла регулирования в цепь выпрямленного тока необходимо включить индуктивность , значение которой можно определить исходя из требуемой индуктивности
, (2.32)
где – требуемый непрерывный минимальный ток двигателя, обычно Id гр=0,1 Id ном.; – число пульсаций выпрямленного напряжения за период напряжения питающей сети. Максимальное значение угла управления исходя из требований обеспечения минимальной угловой скорости:
. (2.33)
Минимальное значение ЭДС преобразователя, соответствующее значению при :
, (2.34)
где – минимальная угловая скорость двигателя, с–1; Д – диапазон регулирования угловой скорости двигателя; . – активное сопротивление шунта и его коэффициент передачи (), Ом; – падение напряжения на шунте при токе ., обычно ; I ш.ном – номинальный ток шунта, А; – активное сопротивление реакторов в якорной цепи, Ом. Если реактор еще не выбран, то его активное сопротивление можно определить приближенно по формуле
. (2.35)
После выбора реактора из ряда стандартных следует уточнить его активное сопротивление и пересчитать угол управления . Необходимая индуктивность ограничивающего реактора, Гн:
. (2.36)
При бестрансформаторном преобразователе вместо индуктивности силового трансформатора , приведенной к цепи выпрямленного тока, используется индуктивность анодного реактора . Индуктивность уравнительного реактора – учитывается только в реверсивных схемах с совместным управлением группами тиристоров. Если , то реактор в системе электропривода не нужен. Реактор, ограничивающий зону прерывистых токов, выбирают по требуемым значениям:
. (2.37)
Расчет индуктивности и выбор сглаживающего реактора. Пульсации выпрямленного напряжения приводят к пульсациям выпрямленного тока, которые ухудшают коммутацию двигателя и увеличивают его нагрев. Величина пульсации тока зависит от схемы выпрямления, угла управления и индуктивности контура нагрузки. Амплитудные значения гармонических составляющих выпрямленной ЭДС связаны с его средним значением и углом регулирования преобразователя следующим выражением:
, (2.38)
где – число пульсаций выпрямленной ЭДС для первой гармоники за период напряжения питающей сети (для трехфазной нулевой схемы , для трехфазной мостовой схемы ); – кратность гармоники. Амплитуды гармоник более высокой кратности значительно меньше, а действие реактора на них эффективнее, поэтому расчет индуктивности дросселя ведется только по основной гармонике. Относительная величина действующего значения первой гармоники согласно формуле (2.38):
, (2.39)
где – максимальный угол управления преобразователя, рассчитанный для минимальной угловой частоты вращения двигателя.
Действующее значение основной гармоники должно быть [6] в пределах 2–15 % номинального тока в зависимости от мощности, диапазона регулирования угловой частоты вращения двигателя и допустимого снижения зоны темной коммутации. Обычно для компенсированных электродвигателей допустимый уровень пульсации тока якоря i п составляет 2 % от номинального, для некомпенсированных – 5–7 %, для машин малой мощности – до 15 %. При известном амплитудном значении основной гармоники и допустимому действующему значению основной гармоники тока необходимая индуктивность цепи выпрямленного тока может быть определена по формуле, Гн:
. (2.40)
Требуемая индуктивность сглаживающего реактора, Гн:
, (2.41)
где – индуктивность уравнительного реактора, учитывается только для реверсивных схем преобразователя с совместным управлением группами тиристоров. Если , то сглаживающий реактор не нужен. Сглаживающий реактор выбирают по требуемым значениям индуктивности и тока:
. (2.42)
Окончательный выбор реакторов на стороне выпрямленного тока производят по максимальной величине или . 2.3. Определение расчетных параметров силовой цепи
Расчетное сопротивление якорной цепи системы ТП – ДПТ, Ом,
, (2.43)
где – активное сопротивление якорной цепи двигателя (2.1); – активное сопротивление преобразователя (2.22); – активное сопротивление токового шунта (2.34); – активные сопротивления уравнительного (при его наличии) и сглаживающего реакторов. Активные сопротивления реакторов могут быть определены через потери в меди обмотки реактора от номинального тока реактора, т. е. . При отсутствии паспортных данных на реактор можно приближенно принять по формуле (2.35) или
. (2.44)
Расчетная индуктивность якорной цепи системы ТП – Д, Гн:
, (2.45)
где – индуктивность якорной цепи двигателя (2.3); – индуктивность трансформатора (2.17); – индуктивность уравнительного (2.31) и сглаживающего (2.42) реакторов. После определения параметров силовой цепи системы ТП – Д необходимо проверить правильность предварительного расчета фазной ЭДС вторичной обмотки трансформатора с учетом полученных значений сопротивлений элементов силовой цепи. То есть необходимо оценить, обеспечивает ли выбранный трансформатор требуемый режим привода при максимальной скорости и максимальном токе якоря, равным току отсечки .
Такую оценку можно произвести на основе уравнения для якорной цепи двигателя:
, (2.46)
где для нереверсивного привода и для реверсивного; R я.ц – определено выражением (2.43); KU – приведены в табл. 2.1. Из формулы (2.46) определим
. (2.47)
Если , то выбранный трансформатор обеспечивает максимальный режим работы электропривода. В противном случае следует выбрать другой трансформатор повышенной мощности и повторить необходимые расчеты. 3. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ 3.1. Расчет регулировочных характеристик
Функциональная схема тиристорного преобразователя изображена на рис. 3.1. ТП включает в себя управляемый выпрямитель UZ, систему импульсно-фазового управления (СИФУ) UA, силовой трансформатор Т (возможно и бестрансформаторное питание), УР и СР, представленные одной индуктивностью L.
Рис. 3.1. Функциональная схема тиристорного преобразователя
Входным сигналом ТП является [7] напряжение управления , а выходным – ЭДС преобразователя . Регулировочная характеристика ТП представляет собой зависимость , которую можно представить в виде
, (3.1)
где – коэффициент усиления ТП, в общем случае величина нелинейная . Зависимость определяется формой опорного напряжения СИФУ. Регулировочную характеристику ТП для схем, приведенных
, (3.2)
где – максимальное значение ЭДС преобразователя при угле регулирования . В соответствии с табл. 2.1
, (3.3)
где – действующее значение вторичной фазной ЭДС трансформатора. Закон изменения угла от зависит от формы опорного напряжения СИФУ. Наибольшее распространение получили СИФУ с косинусоидальным и пилообразным опорными напряжениями.
Рис. 3.2. Формирование импульсов в СИФУ с опорным напряжением в виде пилы
Рис. 3.3. Формирование импульсов в СИФУ с опорным напряжением в виде косинусоиды
На рис. 3.2 и 3.3 показан процесс напряжения на аноде соответствующего тиристора. Для реверсивных ТП знакопеременное и, соответственно, рабочим участком является как положительная, так и отрицательная часть . Для пилообразного (рис. 3.2) справедливо
, (3.4)
откуда
. (3.5)
Аналогично для косинусоидального (рис. 3.3):
, (3.6)
тогда
. (3.7)
Таким образом, при пилообразной форме регулировочная характеристика ТП нелинейная и имеет вид, изображенный на рис. 3.4. Для косинусоидального регулировочная характеристика носит линейный характер и не зависит от (рис. 3.5).
Рис. 3.4. Регулировочные характеристики тиристорного преобразователя с пилообразным опорным напряжением
Зависимость от напряжения в случае пилообразного является недостатком такого типа СИФУ, поэтому при необходимости линеаризуют зависимость включением на входе СИФУ усилителя с нелинейной
Рис. 3.5. Регулировочные характеристики тиристорного преобразователя с синусоидальным опорным напряжением
В наиболее качественных СИФУ используются косинусоидальные опорные напряжения.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-19; просмотров: 1009; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.149.214.32 (0.074 с.) |