Расчет управляемого преобразователя, предназначенного для плавного регулирования напряжения на тяговом двигателе

Введение

В настоящее время в сетях передачи тока используется переменный ток частотой 50Гц. Многие потребители электрической энергии, нуждающиеся в другом виде тока, на собственных электроустановках производят преобразование получаемого от энергетических систем тока в необходимый им вид.

Сейчас около 30% всей вырабатываемой в Российской Федерации электроэнергии преобразуется из энергии трёхфазного переменного тока преимущественно в энергию постоянного тока. Для этой цели применяются электрические преобразователи, основными элементами которых являются управляемые и неуправляемые электронные приборы.

Полупроводниковые приборы имеют ряд преимуществ как перед электровакуумными, так и перед и газоразрядными вентилями. Они компактны, имеет во много раз меньшие габариты и массу при равных токах. Падение напряжения в этих приборах мало зависит от тока, что обусловливает высокий к.п.д. преобразователей и возможность применения воздушного охлаждения в широком диапазоне токов вентилей.

В настоящее время на электроподвижном составе существуют два основных способа регулирования напряжения, подводимого к тяговым двигателям: за счет изменения момента открытия вентилей выпрямителя (электровозы ВЛ80 р, ВЛ85), а так же посредствам изменения подаваемого со вторичной обмотки трансформатора переменного напряжения (ВЛ80с, ВЛ80т).

Целью курсовой работы является расчет управляемого преобразователя, предназначенного для плавного регулирования напряжения на тяговом двигателе.

Данный курсовой проект содержит общие сведения для расчета преобразовательных устройств и анализа происходящих в них электромагнитных процессов. Все это послужит базой для проектирования выпрямительно-инверторных преобразователей электроподвижного состава.

1. Расчет исходных данных для проектирования трансформатора

1.1 Определяем углы коммутации g ₁ и g ₂ :

Для расчета принимаем

рад

Угол сетевой коммутации g₂ определим по формулам:

,

где I_d – ток нагрузки, I_d = 1150 А;

I_{d н} – номинальный ток нагрузки, I_{d н} = 1150А;

u_к – относительное значение напряжения короткого замыкания, u_к = 0,13

g₂ = arccos (cos g₂ ) рад

Отсюда:

Подставляя, числовые значения в формулу получаем:

g₂ = arccos (0,909) = 0,429 рад

Угол фазной коммутации g₁ определим из выражения:

Получим:

рад

Определяем амплитудное значение Е_2т и действующее значение Е₂ ЭДС вторичной обмотки трансформатора

Условие получения заданного выпрямленного напряжения при номинальном режиме U_{d н} :

Принимаем: a=aр, при I_d = I_{d н}

Величина Е_2т определяется из условия по формуле:

,

где U_{d н} – номинальное выпрямленное напряжение, U_{d н} = 1050В:

Находим действующее значение ЭДС вторичной обмотки трансформатора по формуле:

Определяем коэффициент трансформации трансформатора К_Т

,

где Е₁ – ЭДС первичной обмотки трансформатора, В

Принимаем, что ЭДС первичной обмотки Е₁ равна напряжению питания U:

Е₁ = U₁ = 25000 В

Подставим в формулу получим:

Определяем токи первичной и вторичной обмоток трансформатора в номинальном режиме

Токи обмоток рассчитываются для значения угла регулирования

Найдем ток:

Действующее значение тока первичной обмотки рассчитывается по формуле:

Найдем ток:

Определяем типовую мощность трансформатора в номинальном режиме.

Подставляя числовые значения в формулу получаем:

В×А

2. Расчет и построение кривых тока протекающих через вентили во время коммутации

2.1 Определяем токи во время сетевой коммутации

Токи протекающие, через вентили VD1 и VD2 во время сетевой коммутации g₂ определяются по формулам:

Подставляя числовые значения в формулы, приведенные ниже формулы, получаем значения с интервалом времени Dt₁ , представленные в таблице 1

Результаты расчётов заносим в таблицу 1

Таблица 1 Токи во время коммутации

t	0	0,0429	0,0858	0,1287	0,1716	0,2145	0,2574	0,3003	0,3432	0,3861	0,429
ivd 1	0	11,50	45,91	103,4	183,65	286,61	412,09	589,83	729,47	920,88	1150
ivd 2	1150	1138,5	1104,09	1046,6	966,35	863,39	737,91	590,17	420,53	229,12	0

Рисунок 1. Диаграмма сетевой коммутации

2.2 Определяем токи фазной коммутации

Рассчитаем несколько значений i_{vs 1} и

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать