Введення
В даний час в мережах передачі струму використовується змінний струм частотою 50 Гц. Багато споживачів електричної енергії, які потребують в іншому вигляді струму, на власних електроустановках виробляють перетворення одержуваного від енергетичних систем струму в необхідний їм вигляд.
Зараз близько 30% усієї вироблюваної в Російській Федерації електроенергії перетвориться з енергії трифазного змінного струму переважно в енергію постійного струму. Для цієї мети застосовуються перетворювачі електричні, основними елементами яких є керовані і некеровані електронні прилади.
Напівпровідникові прилади мають ряд переваг як перед електровакуумними, так і перед і газорозрядними вентилями. Вони компактні, має в багато разів менші габарити і масу при рівних токах. Падіння напруги в цих приладах мало залежить від струму, що обумовлює високий к.к.д. перетворювачів і можливість застосування повітряного охолодження в широкому діапазоні струмів вентилів.
В даний час на електрорухомому складі існують два основні способи регулювання напруги, що підводиться до тяговим двигунам: за рахунок зміни моменту відкриття вентилів випрямляча (електровози ВЛ80 р, ВЛ85), а так само посредствам зміни подається з вторинної обмотки трансформатора змінного напруги (ВЛ80с, ВЛ80Т).
Метою курсової роботи є розрахунок керованого перетворювача, призначеного для плавного регулювання напруги на тяговому двигуні.
Даний курсовий проект містить загальні відомості для розрахунку перетворювальних пристроїв та аналізу відбуваються в них електромагнітних процесів. Все це послужить базою для проектування випрямно-інверторних перетворювачів електрорухомого складу.
1. Розрахунок вихідних даних для проектування трансформатора
1.1 Визначаємо кути комутації g 1 і g < sub> 2 :
Для розрахунку приймаємо
В
радий
Кут мережевий комутації g 2 визначимо за формулами:
,
де I d - струм навантаження, I d = 1150 А;
I d н - номінальний струм навантаження, I d н = 1150А;
u до - відносне значення напруги короткого замикання, u до = 0,13
g 2 = arccos (cos g 2 ) радий
Звідси:
В
Підставляючи, числові значення у формулу отримуємо:
g 2 = arccos (0,909) = 0,429 радий
Кут фазної комутації g 1 визначимо з виразу:
В
Отримаємо:
радий
Визначаємо амплітудне значення Е 2т і діюче значення Е 2 ЕРС вторинної обмотки трансформатора
Умова отримання заданого випрямленої напруги при номінальному режимі U d н :
В
Приймаємо: a = AР, при I d = I d н
Величина Е 2т визначається з умови за формулою:
,
де U d н - номінальне випрямлена напруга, U d н = 1050В:
В
Знаходимо діюче значення ЕРС вторинної обмотки трансформатора за формулою:
В
В
Визначаємо коефіцієнт трансформації трансформатора До Т
,
де Е 1 - ЕРС первинної обмотки трансформатора, В
Приймаємо, що ЕРС первинної обмотки Е 1 дорівнює напрузі живлення U:
Е 1 = U 1 = 25000 В
Підставимо в формулу отримаємо:
В
Визначаємо струми первинної та вторинної обмоток трансформатора в номінальному режимі
Токи обмоток розраховуються для значення кута регулювання
В
Знайдемо струм:
В
Чинне значення струму первинної обмотки розраховується за формулою:
В
Знайдемо струм:
В
Визначаємо типову потужність трансформатора в номінальному режимі.
В
Підставляючи числові значення у формулу отримуємо:
В Г— А
2. Розрахунок і побудова кривих струму протікають через вентилі під час комутації
2.1 Визначаємо струми під час мережевої комутації
В
Токи протікають, через вентилі VD1 і VD2 під час мережевої комутації g 2 визначаються за формулами:
Підставляючи числові значення у формули, наведені нижче формули, отримуємо значення з інтервалом часу Dt 1 , представлені в таблиці 1
В
В
В
Результати розрахунків заносимо в таблицю 1
Таблиця 1 Токи під час комутації
t
0
0,0429
...
