Система управления электроприводом БТУ 3601 (стр. 1 из 4)
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 двигателяКоэффициент 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. 1.
Таблица 1
| Тип | Uпор, В | Umax, В | Imaxcp, A | Iyд, kA | I2tтир, A2c | (du/dt), мкс |
| Т171–200 | 1,15 | 500…1200 | 200 | 5,2 | 135000 | 160 |
2.3 Выбор катодного дросселя
Так, как пульсации выпрямленного тока существенно ухудшают режим коммутации в двигателе и увеличивают его нагрев, для их сглаживания в схему добавляют катодный дроссель. Для этого необходимо найти амплитудные значения выпрямленного напряжения основной гармоники:
где
– средневыпрямленное напряжение при угле регулирования, равном нулю; р = 6 – для трехфазной мостовой; k = 1 – кратность гармоники, т.е. отношение порядкового номера гармоники к числу пульсации. В симметричной мостовой и нулевых схемах наибольшую амплитуду имеет основная гармоника k = 1. Гармоники более высокой кратности имеют малую амплитуду, и действие дросселя на них эффективнее, поэтому расчет индуктивности дросселя ведется только по первой гармонике.По известной амплитуде переменной составляющей
и допустимому действующему значению основной гармоники тока н1 (1)% необходимая величина индуктивности цепи выпрямленного тока рассчитывается по формуле: