Расчет системы электропривода постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями.

З А Д А Н И Е

на расчетно-графическую работу по курсу «Электротехника и электроника»

Часть 3 «Электроника»

Тема: Расчет системы электропривода постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями

ЗАДАНО: Исполнительный двигатель постоянного тока с его паспортными данными и вариантами режимов работы электропривода:

1.Технологические режимы: а) нереверсивный - «Н»

б) реверсивный - «Р»;

2.Режим работы: в) длительный - «Д»

г) повторно-кратковременный - «ПВ»;

3.Способ торможения: д) динамическое - «Тд»

е) противовключением - «Тп»

ж) рекуперативное

(с возвратом энергии в сеть) - «Тр».

Диапазон регулирования скорости исполнительного двигателя D=1:10.

Все преобразователи электропривода питаются от единой сети трехфазного переменного тока, выбор напряжения которой следует обосновать.

ТРЕБУЕТСЯ:

1.Выбрать схемы питания якорной цепи и цепи обмотки возбуждения в соответствии с заданным вариантом режима.

2.Рассчитать и выбрать питающий трансформатор и токоограничивающие элементы (резисторы и дроссели).

3.Рассчитать параметры и выбрать полупроводниковые приборы (диоды и тиристоры) для схем выпрямления питающих преобразователей.

4.Рассчитать статические характеристики системы:

4.1.Внешние характеристики преобразователей.

4.2.Регулировочные характеристики преобразователей.

4.3.Электромеханические и механические характеристики двигателя.

4.4.Электромеханические и механические характеристики электропривода.

5.Смоделировать на ПК систему электропривода.

6.Построить с помощью ПК динамические характеристики (пуск и торможение) электропривода.

Расчет системы электропривода постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями.

1.Выбор схемы преобразователя.

Для питания обмотки возбуждения и якоря двигателя постоянного тока используются вентильные преобразователи как управляемые (на тиристорах) так и неуправляемые (на диодах). Выбор схемы преобразователя должен производиться с учетом следующих факторов:

1.1. Величина мощности цепи нагрузки преобразователя (якорная цепь или цепь обмотки возбуждения).

1.2.Режим работы электропривода (длительный или повторно-кратковременный)

1.3.Режим работы по возможности реверса (реверсивный или нереверсивный).

1.4.Способ торможения (динамическое, противовключением, рекуперативное с возвратом энергии в сеть).

1.5.Число и класс полупроводниковых приборов.

1.6.Необходимость использования трансформатора для питания преобразователя (согласование напряжения сети и напряжение нагрузки).

Для питания цепей электропривода могут быть использованы следующие схемы:

I.Однофазная нулевая схема (обязательное использование трансформатора с нулевой точкой)

II.Однофазная мостовая схема (трансформатор может быть использован для согласования напряжения сети и нагрузки; схема может быть реализована без трансформатора).

III.Трехфазная нулевая схема(обязательное использование трансформатора).

IV.Трехфазная мостовая схема (трансформатор может быть использован для согласования напряжения сети и нагрузки; схема может быть реализована без трансформатора).

Реверс электропривода может быть выполнен с переключением полярности либо в цепи возбуждения, либо в цепи якоря двигателя. Это переключение может быть осуществлено либо реверсивным полупроводниковым преобразователем, либо контакторным реверсором.

В случае реверсивного электропривода преобразователь также должен быть выбран реверсивным, то есть с двойным комплектом полупроводниковых приборов. Контакторный реверсор представляет собой мостовую контакторную схему на 4-х контакторах (2 контактора «В» на направление вращения «Вперед и 2 контактора «Н» - «Назад»).

Если не требуется регулирование напряжения на нагрузке, то полупроводниковый преобразователь может быть выполнен на диодах вместо тиристоров, что снижает стоимость преобразователя. Регулирование напряжения необходимо для обеспечения заданного диапазона регулирования скорости в случае длительного режима работы, а в случае повторно-кратковременного режима - для обеспечения рекуперативного торможения.

Таблица вариантов

№	Тип двиг.	РН	UH.	nN	Ia	Ra	rf	JД	Режимы работы	Ф И О студента
		кВт	В	об/мин	А	Ом	Ом	кгм^2
	П-42	1.5				0.47		0.04	ПВ-Р-Тр
	П-42	2.2				0.3		0.05	Д-Р-Тп
	П-41	3.2				0.16		0.035	ПВ-Н-Тп
	П-41					0.05		0.03	Д-Р-Тр	Поляков А.М.
	П-42					0.11		0.04	ПВ-Р-Тр
	П-42	4.5				0.4		0.038	Д-Н-Тп
	П-51	3.2				0.72		0.09	Д-Р-Тп
	П-42	1.5			9.8	2.45		0.05	Д-Р-Тр
	П-61	4.2				0.15		0.14	ПВ-Р-Тп
	П-62					0.06		0.17	ПВ-Н-Тд
	П-51					0.09		0.16	Д-Н-Тд
	П-42					0.025		0.032	ПВ-Н-Тд
	П-51					0.091		0.15	ПВ-Р-Тп	Мендес Д.Э.
	П-52					0.2		0.1	ПВ-Р-Тр
	П-61					0.34		0.13	Д-Н-Тп
	П-71					0.44		0.03	ПВ-Н-Тп
	П-61					0.04		0.145	Д-Р-Тр
	П-71					0.06		0.25	Д-Р-Тп
	П-81					0.05		0.7	Д-Н-Тп
	П-91					0.116		1.4	ПВ-Н-Тп
	П-82					0.2		0.8	Д-Р-Тр
	П-82					0.06		0.9	ПВ-Р-Тп
	П-71					0.1		0.26	ПВ-Н-Тд
	П-62					0.022		0.18	Д-Н-Тд
	П-72					0.17		0.3	Д-Р-Тп

Пояснения к таблице вариантов.

Р_Н - номинальная мощность двигателя

U_H. – номинальное напряжение

n_N - номинальная частота вращения

Ia - ток якорной цепи двигателя

R_a - сопротивление цепи якоря двигателя

r_f - сопротивление цепи обмотки возбуждения

J_Д - момент инерции двигателя.

Дата добавления: 2015-07-08