Введение

Основная цель данного курсового проекта это разработка тиристорного электропривода на базе комплектного электропривода БТУ 3601, в процессе выполнения будет необходимо: рассчитать и выбрать элементы силовой части электропривода, построить статические характеристики разомкнутого электропривода, синтезировать и рассчитать параметры регуляторов и смоделировать переходных процессов скорости и тока электропривода с помощью программного пакета MATLAB 6.5. Это позволит приобрести навыки самостоятельного принятия инженерных решений на базе современной полупроводниковой техники при расчете и проектирование систем автоматического управления.

1.  Система электропривода и его функциональная схема

По заданию на курсовой проект был выбрана система электропривода по схеме «тиристорный преобразователь – двигатель» которая, реализована комплектным тиристорным электроприводом БТУ-3601

 

 

2.  Расчет и выбор элементов силовой части электропривода

2.1  Выбор силового трансформатора тиристорного преобразователя

Приведем сопротивление обмоток двигателя к нагретому состоянию учтя, что максимальная рабочая температура для изоляции класс B = 90 C:

Сопротивление обмотки возбуждения:

Сопротивление якорной цепи:

Рассчитаем номинальную скорость двигателя:

Трансформатор в управляемом вентильном электроприводе необходим для согласования напряжения сети с напряжением двигателя [1].

Фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора определяется выражением:

где  – коэффициент запаса по напряжению сети,  – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале,  – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в вентиле, в обмотках трансформатора,  – коэффициент пропорциональности между средневыпрямленным напряжением и действующим значением фазного напряжения вторичной обмотки для трехфазной мостовой схемы выпрямления,  – номинальное напряжение двигателя

Коэффициент трансформации трансформатора:

Так, как коэффициент трансформации равен единице воспользуемся бестрансформаторным варианте схемы, где силовые цепи преобразователя тиристорного электропривода подключаются к сети через анодный реактор. Анодный реактор выбирают по действующему значению номинального тока фазы преобразователя , где коэффициент b схемы выпрямления (b=0,817 для мостовой схемы), и номинальному напряжению сети.

Номинальный ток двигателя равен:

электропривод силовой регулятор matlab

где  – номинальная мощность двигателя,  – номинальное напряжение обмотки возбуждения,  – номинальный КПД двигателя,  – сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии.

Ток фазы первичной обмотки трансформатора:

Ток фазы вторичной обмотки трансформатора:

Выбираем анодный реактор типа РС 40/1,4 [2]. Его параметры, взятые из справочных данных:

.

2.2  Проверка и выбор тиристоров

Выбор и проверка тиристоров, принятых к установке в преобразователе, производятся, по трем параметрам: по среднему току, максимальному амплитудному значении напряжения на тиристоре и ударному току внутреннего короткого замыкания [2].

Среднее значение тока, протекающего через тиристор:

где:  – допустимый ток двигателя, для общепромышленной серии машин –  = , для серии двигателей 2ПФ;  – для трехфазной мостовой схемы.

Значение тока, приведенное к классификационным параметрам тиристоров:

где  – коэффициент запаса по току,  – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, угла проводимости и от формы тока,  – коэффициент, учитывающий условия охлаждения.

Найденный ток  должен быть меньше действующего значения прямого тока:

Максимальное амплитудное напряжение на тиристоре:

где  – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможность перенапряжений на тиристорах;  – линейное действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора, . должно быть меньше повторяющегося напряжения тиристора.

Для нахождения ударного тока внутреннего короткого замыкания (КЗ на стороне постоянного тока, якорная цепь двигателя и реактора вне цепи) определяется амплитуда базового тока:

где - амплитуда фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора.

Ударный ток внутреннего короткого замыкания находится по формуле:

где , определяется по кривым [3, рис. 1.128, с. 106] в зависимости от в зависимости от  при .

Тиристор будет удовлетворять требованиям, если ток внутреннего короткого замыкания в преобразователе будет меньше  ударного тока тиристора, то есть:

По выше найденным соотношениям выбираем тип тиристора [2], типа Т171–200 с техническими данными представленными в табл. ............