energo1


-Mróz Krzysztof

PROJEKT Z ENERGOELEKTRONIKI

Nr.25

Zaprojektować prostownik , dobrać silnik prądu stałego i transformator do napędu obiektu przemysłowego o podanej mocy znamionowej oraz zakresie zmian prędkości obrotowej.

Dane:

- moc obiektu: Pn=15 kW

- zakres prędkości obrotowej: n1-n2=800-1800 obr/min

- charakter pracy odbiornika: jednokierunkowy ze stałym momentem

obrotowym

- napięcie znamionowe sieci zasilającej: Un= 10 kV , f=50 Hz

- moc zwarciowa sieci zasilającej: Sz= 160 MVA

1.Wybór rodzaju przekształtnika.

Do napędu powyższego obiektu wybrałem prostownik 6T z diodą rozładowczą. Mimo ,że moc obiektu jest stosunkowa mała (poniżej 20 kW) , a więc wystarczyłby układ 3-fazowy gwiazdowy , to jego zakres prędkości obrotowej jest duży i wymaga użycia prostownika 6T.

0x08 graphic

4.Dobór transformatora zasilającego.

W oparciu o wytyczne co do doboru transformatora zamieszczone w danych tablicowych „Projektowanie przekształtników tyrystorowych” zdecydowałem się na transformator:

Doboru tego dokonałem głównie ze względu na napięcie znamionowe sieci zasilającej.

Transformatorem tym okazał się TAO-a o danych znamionowych:

U1=10 kV , U2=231/400/525 przy Yy0/Yz5/Yy0

Uzr=4.5%

SN=100kVA

PN=15kW

IOR=3%

Straty w rdzeniu: PFe = 400 [ W ]

Straty w uzwojeniu: PCu = 2000[ W ]

W naszym przypadku układ połączeń Yy0

Parametry schematu zastępczego transformatora:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
-przekładnia zwojowa

0x01 graphic
- przekładnia napięciowa

xz'- reaktancja zwarciowa od strony wtórnej trafo

0x01 graphic

xs- reaktancja sieci

0x01 graphic

Lk- indukcyjność komutacyjna

0x01 graphic

Rk- rezystancja komutacyjna

0x01 graphic

0x01 graphic
-prąd magnesowania

0x01 graphic

3.Dobór silnika prądu stałego.

Aby silnik mógł prawidłowo współpracować z obiektem musi spełniać następujące warunki:

nN nmax

PN Pmax

MN Mmax

UNsil < Ud00x01 graphic

Określenie kryteriów jakie musi spełniać dobrany silnik prądu stałego

0x01 graphic

0x01 graphic

Liczymy wartość napięcia wyprostowanego Udo czyli dla kąta wysterowania przekształtnika , wartość ta powinna być co najmniej równa 1,2UN silnika.

0x01 graphic

W oparciu o powyższe zależności na podstawie katalogu silników prądu stałego dobrałem silnik Typ

PZ6-84b, parametry znamionowe tego silnika:

0x08 graphic
Wyznaczenie parametrów dobranego silnika:

0x01 graphic

Dla silnika obcowzbudnego przy stałym prądzie wzbudzenia słuszna jest zależność:

0x01 graphic

0x01 graphic
ponieważ 0x01 graphic
=const 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczanie kątów wysterowania tyrystorów w celu uzyskania wymaganych prędkości

Zatem zakres zmian napięcia musi zmieniać się w zakresie od 103,6V do 213,4V. W celu uzyskania takiej zmiany napięcia musimy zastosować zakres zmiany kąta wysterowania :

0x01 graphic

Aby ograniczyć prąd rozruchu do

0x01 graphic

0x01 graphic

3.Dobór tyrystorów i diod

0x01 graphic
0x01 graphic
warunek uwzględniający niesymetryczność prądów

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
- warunek uwzględniający najgorsze warunki pracy

0x01 graphic

0x01 graphic
- współczynnik bezpieczeństwa

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

dla diody

0x01 graphic

Wybieram tyrystor : TR71-160

ITSM=4500 A

diodę: D20-400

4.Dobór dławika w obwodzie prądu stałego.

Dławiki w obwodzie prądu wyprostowanego spełniają następujące zadania:

- ograniczenie składowej zmiennej prądu wyprostowanego;

- ograniczenie zakresu kąta wysterowania, przy którym prąd wyprostowany ma charakter przerywany;

- ograniczenie prędkości narastania prądu wyprostowanego w przypadku przeciążeń i zwarć;

- ograniczenie wartości składowej zmiennej prądu wyrównawczego w układach nawrotnych;

Dobór dławika sieciowego

0x01 graphic
< 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
= 0x01 graphic
= 0x01 graphic
< 0x01 graphic

Warunek na stromość prądu jest spełniony więc nie stosujemy dławika sieciowego.

Dobór dławika w obwodzie prądu stałego

L = LS - LO

LO -indukcyjność odbiornika (silnika)

LS - całkowita indukcyjność obwodu

LO = LSIL + Lk

0x01 graphic
- Współczynnik którego wartość zależy od tego czy silnik jest skompensowany czy nie. W naszym przypadku wynosi0x01 graphic
= 0,25(dla skompensowanego). 0x01 graphic
= 0,6

0x01 graphic

0x01 graphic

w1 - falistość prądu od 0,04 do 0,1 przyjmujemy 0,08

0x01 graphic

D - wskaźnik tłumienia odczytujemy z wykresu D = f(0x01 graphic
)

D = 0,165

Is=1.1*Ia1

Kryterium I

LS = 0x01 graphic
= 0x01 graphic

Kryterium II

LS = F *0x01 graphic

Moc pozorna dławika

S = (0,2-0,4)I­­2­­amax*L

L = Ls - Lo=1,41*10-3 -0,694*10-3 =0,716[mH]

Lo = Lsil - Lk = 0,78*10-3 -85,57*10-6 = 0,694[mH]

S=0,4*171,52*0,716=8,424kVA

6. Dobór zabezpieczeń.

Dobór zabezpieczeń od przepięć łączeniowych

Obl. energii pola magnetycznego zgromadzonej w transformatorze

Am = 0x01 graphic

0x01 graphic

Am = 0x01 graphic
=0x01 graphic

Warunek doboru pojemności obwodu zabezpieczającego

0x01 graphic

Upocz - napięcie początkowe na kondensatorze

Upocz = 0x01 graphic

C'=0x01 graphic

Pojemność kondensatora w zabezpieczeniu (Tabela 3,2 zbiór zadań z energo. Str 50)

C = 0x01 graphic

Rezystancja rezystora w zabezpieczeniu (Tabela 3,2 zbiór zadań z energo. Str 50)

0x01 graphic

R' = 0x01 graphic

0x01 graphic

Sprawdzanie przekroczenia dopuszczalnej stromości napięcia na tyrystorze

L' = 2 * Lk = 2 * 85,57* 10-6 = 171,14 *H

0x01 graphic

Moc rezystora w zabezpieczeniu

PR1 = 5 * (U2n * * * C1)2 *R1

PR1 = 5 * (231 * 2**f * 2,5 *10-6 )2 *9,58 = 1,575 W

Dobór zabezpieczeń od przepięć komutacyjnych

UR - napięcie wsteczne tyrystora w czasie komutacji UR = 0x01 graphic
(α+*)

0x08 graphic

UR = 326,7V Największa wartość gdy =1

Warunek doboru rezystancji włączonej w szereg z pojemnością dla dla chwilowego prądu

ITP = 40 A

Rmin'0x01 graphic
0x01 graphic

Lk = 85,57[*H]

L' = 2 * Lk = 2 * 85,57* 10-6 = 171,14 *H

0x01 graphic

Z wykresu 6,10 str. 117 (zb. Zad. Z energo.)

Odczytuje IRM = 4[A]

0x01 graphic

Z wykresu 3.2 str 48 odczytujemy *

* - współczynnik tłumienia obwodu komutacyjnego

0x01 graphic

Z tabeli 3,1 str 46 (Zb. Zad. Z energo.)

C2 = 0x01 graphic

Rmin' = 0x01 graphic

R2 = 0x01 graphic

Znamionowe napięcie na kondensatorze

UCN = (1,5 0x01 graphic
2)U2N*0x01 graphic

Moc odbiornika

PR = 2 * (U2N *0x01 graphic

Dobór zabezpieczeń od zwarć

Zbiór zadań z energo. str.53 - 63

ITSK < IB < IT(RMS) - warunek doboru bezpiecznika

0x01 graphic

99< IB < 160

I2t = 4500 A2/s

IB - odczytujemy ze zbioru zadań str. 126 tab.6,5

IB = 100 A

Bezpiecznik

Typ. Btp 500-100

Wyłączalny prąd zwarcia I = 100 kA

Napięcie znamionowe max. UN = 500V

Napięcie łuku U = 650 - 900 V

(I2t)B = 4800A2s

Obliczanie parametru przeciążeniowego bezpiecznika

(I2t)B' = (I2t)B * (ku * k* * kis * kT -1 ) > (I2t)tyr.

Zbiór zadań z energo. str. 126,127 wykr. 6,28 6,29

ku = f(0x01 graphic
) = f(323,7) - współczynnik uwzględniający napięcie robocze

k* = f (cos*z) = f(0,392) - współczynnik uwzględniający kąt fazowy obwodu zwarcia kis = f (ISM) =f(5,55) - współczynnik uwzględniający wartość spodziewanego prądu zwarcia

ISM =0x01 graphic
A

kT = f(0x01 graphic

Z wykresów.

ku = 4,2

k* = 0,67

kis = 0,75

kT = 0,6

(I2t)B' = (I2t)B * (ku * k* * kis * kT -1 ) > (I2t)tyr.

(I2t)B' = 4800*(4,2 * 0,67 * 0,75 * 0,6 -1)

(I2t)B' = 1278 A2/s

(I2t)B' < (I2t)tyr

1278 < 4500

Warunek spełniony

Sprawdzenie charakterystyki przeciążeniowej bezpiecznika względem charakterystyki przeciążeniowej tyrystora

ITSK = 0x01 graphic

IT(0V) - przeciążeniowy prąd przewodzenia tyrystora

ITSM - niepowtarzalny szczytowy prąd przewodzenia

0x01 graphic

0x08 graphic

Z charakterystyki 6,19 zbiór zad. z energo. str. 121

t1 = 20ms

0x01 graphic

Dla bezpiecznika wartości prądów Isk w zależności od poszczególnych czasów odczytane z wykr. 6,27 (zb. zad z energo. str 126 )

czas

tyrystor

bezpiecznik

20ms

2250

785

0,2s

1575

495

Obliczanie napięcia przepięcia bezpiecznika

Up =kp * UN

Up < URRM

kp = f(0x01 graphic
) - odczytane z wykresu 6,28 str 126

kp = 0,75
Up = 0, 75* 231 = 173,25 V

173,25 < 1200

  1. Pr. zb. „ Projektowanie przekształtników tyrystorowych”

  2. Tunia H „Energoelektronika”

  3. Barlik R „Technika tyrystorowa”

  4. Czajkowski A „Napęd tyrystorowy prądu stałego”

  5. Żyborski J „Zabezpieczenia diod i tyrystorów”

  6. Katalogi:

Transformatory mocy

Silniki prądu stałego

Półprzewodnikowe przyrządy mocy i urządzenia energoelektroniczne


0x08 graphic

1

2

0x01 graphic

0x01 graphic

t2 = 0,2 s

0x01 graphic

Tr

T5

T6

T4

C

C

C

R

R

R

E

Ltw

Ra

LD

C

C

C

C

C

C

R

R

R

R

R

R

B

B

B

B

B

B

T3

T2

T1



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Podstawy elektroniki i energoelektroniki prezentacja ppt
Podst elektron i energoelekron wyklad1
UKŁADY ENERGOELEKTRONICZNE W GRZEJNICTWIE 5F SZER
1 Klucze w energoelektronice
Elementy energoelektroniczne III Energetyka
dom energo
Budownictwo energooszczedne id Nieznany
energoefekt artykul transmisja danych GPRS NiS[1]
tabelka2008, EiE labo, Elektronika i Energoelektronika. Laboratorium, 00.Materiały o wyposażeniu lab
elektronika praca kontrolna, EiE labo, Energoelektronika1
Poziomy energooszczędności w budownictwie
3ed L3 zespół 1 energoelektronika
energoelektronika 7 protokoł
Energol HLP HM 32
energooszcz dom
Bud Energo wprowadzenie
SURTEL, Politechnika Lubelska, Studia, Studia, sem VI, energoelektronika, Energoelektronika, Surtel

więcej podobnych podstron