Курсовая работа: Проектирование силовых блоков полупроводникового преобразователя

1.1 Выбор и обоснование схемы соединения вентилей

Разрабатываемый мной преобразователь, является преобразователем средней мощности: Pн = Iн ×Uн =83,2 кВт, следовательно целесообразно взять трёхфазную схему.

Источником питания выбираем сеть трёхфазного переменного тока.

Из трёхфазных схем выпрямления отдаю предпочтение трёхфазному мостовому выпрямителю, т.к. он обеспечивает коэффициент пульсации q=5,7% от U_н , при требуемом q=7%, т.е. отпадает необходимость применения сглаживающего фильтра. В виду расхождения напряжения питающей сети U_c =6 кВ и U_н =260В возникает необходимость включения в схему понижающего трансформатора. Обмотки трансформатора соединены звездой. При соединении вентилей в трёхфазную мостовую схему постоянные составляющие токов вторичной обмотки не создают ПВН.

Для защиты вентилей от внутренних КЗ применяются специальные быстродействующие плавкие предохранители; предохранители устанавливаются последовательно в цепи каждого тиристора; от КЗ на постоянном токе – автоматический выключатель.

Коммутационные перенапряжения в вентилях устраняются выключением R-C цепей параллельно каждому тиристору; перенапряжения в нагрузке – включением нулевого диода.

2. Расчёт параметров и выбор элементов схем

2.1 Основные соотношения, характеризующие трёхфазную мостовую схему трансформатора

Iа = 1/3 ×Iн=1/3 × 320 = 106,7 А (2.1.1), [1, c.217]

U2= Uо*0,427=260*0,427=111,02В (2.1.2), [1, c.217]

I2= 0,817×Iн = 0,817 × 320 = 261,44А (2.1.3), [1, c.217]

Мощность, передаваемая в нагрузку:

Рн = Uн ×Iн = 260 ×320 = 83,2 кВт (2.1.4), [1, с.217]

Типовая мощность трансформатора:

Sт = 1,05Рн = 1,05× 83200 = 87,36 кВ × А (2.1.5), [1, c.217]

Iа- средний ток протекающий через вентиль;

U2- действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора;

I2 - действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора;

2.2 Расчёт электрических параметров трансформатора

С учётом типовой мощности трансформатора и напряжения питающей сети выбираю трансформатор ТМ-100/10 [ 2, табл .29-1, c.246]

Таблица 2. Технические данные трансформатора

Параметр	Значение
Мощность	100 кВА
Напряжение силовой обмотки	6 кВ
Напряжение вторичной обмотки	230 В
Потери холостого хода	0,365 кВт
Потери короткого замыкания	2,27 кВт
Напряжение короткого замыкания	4,7 %
Ток холостого хода	2,6 %

Для отключения преобразователя от сети необходим выключатель на ток

.

C учетом возможных перегрузок в качестве QS1 из [ 5, c.589] выбираем выключатель ВНП-16 на напряжение 6 кВ и ток 30 А.

2.2.1 Расчёт сопротивлений трансформатора

X2k, R2k-приведённые к вторичной стороне реактивное и активное сопротивление одной фазы трансформатора и питающей сети переменного тока, т.е. X2k=Х2к,т + Х2к,с и R2k=R2k,т + R2k,с . Так как мощность моего преобразователя Sт = 87,36 кВт < 500 кВт , то сопротивлением питающей сети можно пренебречь : X2k=Х2к,т , R2k=Rk, 2т . [3,c.105] .

Активное сопротивление трансформатора приведённые к вторичной обмотке:

R2k,т = Ом (2.2.1.1) , [3,c.105]

Pk = 2,27 кВт - потери короткого замыкания (см . табл.2).