Курсовая работа: Расчет привода ТП-Д с реверсом по цепи возбуждения
Рис.1 Упрощенная принципиальная схема привода ТП-Д с реверсом по цепи возбуждения.
Обозначения, принятые в схеме:
Тр – трансформатор,В – выключатель,А – автоматический выключатель,НТП – нереверсивный тиристорный преобразователь,РТП – реверсивный тиристорный преобразователь,СИФУ – система импульсно-фазового управления,АГТ – автомат главного тока,Ш – шунт,ДР – сглаживающий дроссель,Я – якорь машины постоянного тока,ОВ – обмотка возбуждения,РС – разрядное сопротивление,ТГ – тахогенератор.
В основе привода имеется двигатель постоянного тока независимого возбуждения, якорь которого получает питание от нереверсивного преобразователя. В соответствии с этим, возникает необходимость установки в цепь якоря сглаживающего дросселя для снижения пульсаций выпрямленного тока.
Реверс привода осуществляется изменением направления магнитного потока, поэтому применяется реверсивный преобразователь в цепи возбуждения. Оба преобразователя – управляемые (якорный – для регулирования скорости привода изменением напряжения на якоре; в цепи возбуждения – для реверсирования привода (с использованием форсировки) и для ослабления тока возбуждения во время паузы).
Трансформатор Тр предназначен для питания преобразователей, они обеспечивают согласование преобразователей с сетью по уровню напряжения и их потенциальную развязку. СИФУ предназначены для управления тиристорными преобразователями.
Автомат главного тока предназначен для разрыва цепи якоря во время отключения привода и защиты двигателя от перегрузки.
Контроль параметров привода осуществляется с помощью тахогенератора (контроль скорости) и шунтов (контроль тока якоря и тока возбуждения).
Коммутационные аппараты В и А предназначены для отключения от сети соответствующих элементов силовой схемы. Разрядное сопротивление служит для защиты обмотки возбуждения от перенапряжения при коммутации.
Как известно из всех способов регулирования и изменения направления скорости, использование реверсивного тиристорного преобразователя (РТП) является одним из самых современных способов создания быстродействующего регулируемого электропривода постоянного тока. Реверсивным тиристорным преобразователем называется преобразователь, через который ток может протекать в обоих направлениях. Поскольку тиристоры пропускают ток только в одном направлении, то для изменения направления тока нагрузки необходимо использовать две группы вентилей, каждая из которых проводит ток в своем направлении. Эти группы вентилей чаще всего собираются по трехфазной мостовой или трехфазной нулевой схеме. Трехфазная нулевая схема отличается простотой, меньшим числом вентилей применяемых в схеме. Трехфазная мостовая схема обладает рядом преимуществ по сравнению с трехфазной нулевой:
1) Выпрямленная ЭДС при одном и том же вторичном напряжении трансформатора в два раза больше;
2) Пульсации выпрямленной ЭДС в два раза больше по частоте и меньше по амплитуде;
3) Вентильные группы могут подключаться к сети без трансформатора;
4) Типовая мощность трансформатора меньше.
Перечисленные достоинства обуславливают преимущественное применение трехфазной мостовой схемы в системах электропривода (ЭП) мощностью десятки - сотни киловатт. Поскольку мощность ТП, питающего якорную цепь достаточно велика, то выбираем трехфазную мостовую схему.
Как было отмечено выше, для получения реверсивного ТП две группы вентилей определенным образом соединяют между собой. Различают встречно – параллельное и перекрестное соединение. При встречно – параллельном соединении применяется простой двухобмоточный трансформатор меньшей мощности.
Применяются два основных метода управления комплектами РТВ: совместное и раздельное. При совместном управлении импульсы подаются на тиристоры обеих одновременно. При этом одна группа работает в выпрямительном режиме с углом регулирования aВ , развивает среднее значение выпрямленного напряжения UaВ и обеспечивает протекание тока через нагрузку. В это же время вторая группа переводится в инверторный режим с углом регулирования aИ и среднее значение выпрямленного напряжения UaИ. При таком управлении в РТВ образуется замкнутый контур, по которому может протекать уравнительный ток. Для уменьшения этого тока углы регулирования должны быть в определенном соотношении. При согласованном управлении соотношение углов устанавливается таким образом, чтобы выполнялось соотношение: 
. Это равенство выполняется при условии 
. При этом способе управления в уравнительном контуре протекает прерывистый ток среднее значение, которого называют статическим уравнительным током и ограничивают до допустимого уравнительными реакторами. Для уменьшения уравнительного тока применяют несогласованное управление группами тиристоров в РТВ. Необходимо отметить также то, что протекание небольшого уравнительного тока благоприятно сказывается на статических характеристиках ТП. Таким образом преимущества совместного управления:
1) Отсутствие необходимости в переключениях силовой цепи;
2) Высокое быстродействие при переходе с одного режима в другой и постоянная готовность к этому переходу;
3) Однозначность в статических характеристиках ТП.
В разрабатываемом преобразователе применяется совместное управление вентильными группами.
В цепи якоря установлен сглаживающий дроссель для снижения пульсаций выпрямленного тока.
Трансформаторы предназначены для питания преобразователей, они обеспечивают согласование преобразователей с сетью по уровню напряжения и их потенциальную развязку. СИФУ предназначены для управления тиристорными преобразователями.
Автомат главного тока предназначен для разрыва цепи якоря во время отключения привода и защиты двигателя от перегрузки.
Контроль параметров привода осуществляется с помощью тахогенератора (контроль скорости) и шунта (контроль тока якоря).
Коммутационные аппараты предназначены для отключения от сети соответствующих элементов силовой схемы. Разрядное сопротивление служит для защиты обмотки возбуждения от перенапряжения при коммутации.
Расчет и выбор электрооборудования силовой схемы
Расчет основных параметров двигателя
Примем КПД двигателя равным η=70% и определим сопротивление якорной цепи двигателя:
