Схема системы 
с соединение питающего трансформатора 
и мостовой схемой выпрямления приведена на рис. 3. Выберем симметричный режим работы преобразователя.
В тиристорных электроприводах постоянного тока наибольшее применение находят трехфазные трансформаторы серии ТСЗП, для которой по табл. 5.2. [ , стр. 196] :
В;
Гц.
В;
Коэффициент 
трехфазной мостовой схемы по табл. 5.1. [ , стр. 194] :
Выпрямленное напряжение по [ , стр. 226] :
В.
Расчётная мощность трансформатора [ , стр. 194] :
кВ×А
В связи с отсутствием маломощных трансформаторов в этой серии выбираем по табл. 5.2. [ , стр. 194] силовой трансформатор ТСЗП-10/0,7- УХЛ4 с основными параметрами:
кВ×А - номинальный мощность;
В - номинальная напряжение сетевой обмотки;
Гц.- частота тока в сети;
В - линейное напряжение вторичной обмотки;
- номинальный ток нагрузки;
- напряжение короткого замыкания;
- ток холостого хода;
Вт.- потери при коротком замыкании;
Вт. - потери на холостом ходу.
Полное сопротивление фазы трансформатора, приведённое ко вторичной обмотке [ , стр. 226] :
Ом.
Активное сопротивление фазы трансформатора [ , стр. 226] :
Ом.
Индуктивное сопротивление фазы трансформатора [ , стр. 226] :
Ом.
Индуктивность фазы трансформатора [ , стр. 226] :
Гн.
Имея коэффициенты 
, 
и 
по [ , стр. 194,208,209] рассчитаем критическую индуктивность силовой цепи:
Гн.
Для уменьшения пульсаций выпрямленного тока и ограничения зоны прерывистых токов, необходимо, чтобы индуктивность якорной цепи была не ниже критической. В связи с тем, что 
43мГн>13,1мГн необходимости увеличивать 
, например, посредством введения реактора, нет.
Выпрямительные диоды выберем с коэффициентом запаса для наиболее нагруженных участков цикла [ , стр.38] по обратному напряжению 
В. и среднему прямому току
- Д 246 [ ]:
В.- максимальное обратное напряжение;
- максимальный прямой выпрямленный ток;
Гц- рабочая частота;
В качестве силовых ключей ШИР выберем IGBT-транзисторы. Выберем с коэффициентом запаса для наиболее нагруженных участков цикла по обратному напряжению 
В. и среднему прямому току 
- HGTP20N35G3VL фирмы Intersil Corp. [ ]:
В.- максимальное напряжение кэ;
- максимальный ток кэ при 25° С;
- напряжение насыщения при номинальном токе;
мкс- максимальное время нарастания;
Вт- максимальная мощность.
В качестве обратных диодов ШИР выберем КД2989Б [ ]:
В.- максимальное обратное напряжение;
- - максимальный прямой выпрямленный ток;
кГц- максимальная рабочая частота.
Для фильтрации выпрямленного напряжения в схеме необходимо предусмотреть фильтр (конденсатор C). Минимально необходимую ёмкость определим по формуле [ , стр.428 ]:
мкФ
Ом - сопротивление нагрузки.
- коэффициент пульсаций. Принимаю 
рад/сек.- частота питающей сети.
Кроме того, конденсатор должен обладать достаточной электрической прочностью в режимах торможения двигателя. Так как электрическая энергия в сеть не передаётся, а накапливается на конденсаторе.
где 
- напряжение до которого должен заряжаться конденсатор при торможении с разницей скорости 
рад/сек.
Отсюда 
В.
С учётом того, что для сброса энергии параллельно конденсатору включён реостат коммутируемый транзистором VT5, выбираем конденсатор К50-32 с параметрами:
мкФ – номинальная ёмкость;
В. – номинальное напряжение.
В целях унификации в качестве ключа VT5 выбираем IGBT транзистор HGTP20N35G3VL (как и для ШИР).
Сопротивление R выберем из условия максимального тока через транзистор:
Ом.
Питание обмотки возбуждения осуществим от вторичной обмотки выбранного трансформатора. Для выпрямления переменного напряжения, очевидно, подойдёт ещё один рассчитанный ранее выпрямитель по трёхфазной мостовой схеме. В связи с тем, что коэффициент пульсаций выпрямителя достаточно мал и индуктивность обмотки возбуждения достаточно большая (по сравнению с якорной обмоткой) дополнительных фильтров устанавливать не будем.
В данном приводе (по заданию) необходимо предусмотреть защиту от аварийных ситуаций.
В системах АЭП применяются защиты [ ]:
Основные:
1) максимально-токовая защита;
2) тепловая защита;
3) минимально-токовая защита;
специализированные:
4) защита от перенапряжения;
5) защита от превышения напряжения и скорости двигателя.
Максимально-токовую защиту (защиту от КЗ) осуществим автоматическими выключателями с максимально-токовыми расцепителями, соответственно для всей схемы (SF1- автомат АК63-3МГ на ток 50 А и напряжение 500 В.) и для двигателя (SF2 – автомат AК63-1МГ на ток 50 А. И напряжение 220 В.).
Тепловую защиту двигателя (защиту от длительной перегрузки током в повторно-кратковременном режиме ) осуществим реле максимального тока КА1 (РЭВ-570 на 40 А.).
Для защиты двигателя от снижения тока в цепи возбуждения применим минимально-токовое реле КА2( РЭВ-830 на 1,6 А.).
Для защиты двигателя от превышения напряжения на якоре применим реле напряжения KV (РН53/400 на 400 В.) в сочетании со встроенным тахогенератором.
Для защиты двигателя от перенапряжений на обмотке возбуждения (при отключении или обрыве) используем разрядные резисторы, которые включаются как можно ближе к клеммам этих обмоток.
Рис. 2 Схема защиты обмотки возбуждения от перенапряжений
Разрядный резистор Rp выбирается из условий ограничения перенапряжений на уровне Uпер ср £ 1000В.
При UН = 220В; Rp = 4,5 RВ=4,5×216=972 Ом.
В целях унификации ставим диод Д246.
Рис. 3 Схема силовой цепи электропривода
Дата: 2019-12-22, просмотров: 281.
