Разработка тиристорного преобразователя

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: Преобразовательная техника

“Проектирование тиристорного преобразователя”

Выполнил: студент группы

ПЭ-932

Башмаков А. В.

Работу принял: преподаватель

Пономаренко А. И.

СТАВРОПОЛЬ

1997

СОДЕРЖАНИЕ

СТР.

ВВЕДЕНИЕ ...................................... 2
1. Задание .................................... 3
2. Аналитический обзор ........................ 4

1 Силовая часть преобразователя .......... 4

2 Системы фазового управления ............ 29

3 Устройства защиты преобразователя ...... 41

4 Датчики тока ........................... 47
5. Разработка электрической принципиальной схемы преобразователя ...................... 56
4. Расчет и выбор элементов схемы ............. 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................... 67
ЛИТЕРАТУРА .................................... 68

ВВЕДЕНИЕ

Полупроводниковые выпрямительные агрегаты нашли широкое применение в различных областях промышленности, на железнодорожном транспорте, судах самолетах и т. д. Они используются для питания процессов электролиза в цветной металлургии и химической промышленности; для питания системы электропривода двигателей постоянного тока различного назначения и мощности; для возбуждения крупных электрических генераторов; для тяговых подстанций и магистральных электровозов переменного тока и для удовлетворения многих других потребностей народного хозяйства.

Производство и распределение электрической энергии в основном осуществляется на переменном токе. В то же время значительная часть электроэнергии потребляется в виде постоянного тока. Это связано с тем, что часть потребителей может работать только на постоянном токе. Другая часть потребителей имеет на постоянном токе лучшие характеристики и параметры.

Для преобразования переменного тока в постоянный в настоящее время почти исключительно применяются полупроводниковые преобразователи электрической энергии - выпрямители.

Значительный прогресс в преобразовательной технике связан с созданием силовых полупроводниковых вентилей. Высокие электрические параметры, малые габариты и масса, простота конструкции и обслуживания, высокая эксплуатационная надежность полупроводниковых вентилей позволяют широко использовать их в схемах преобразования переменного тока в постоянный.

Возможности преобразователей существенно расширяются с разработкой и использованием тиристоров. Тиристроные выпрямители обеспечивают глубокое изменение выходных параметров в любом требуемом диапазоне; обладают высоким быстродействием и точностью автоматического регулирования; позволяют переводить преобразователь в инверторный режим и тем самым обеспечивать рекуперацию электроэнергии в сеть.

Указанные качества тиристорных преобразователей делают их весьма перспективными устройствами для питания систем электроприводов постоянного тока с плавным регулирование частоты варения в широком диапазоне, для возбуждения крупных электрических генераторов и других целей.

1. Задание

Разработать тиристорный преобразователь, обеспечивающий питание обмотки возбуждения двигателя постоянного тока или синхронной машины, мощность, отдаваемая в нагрузку Pд = 5 кВт, номинальное выпрямленное напряжение Udном = 235 В, напряжение питающей сети Uc = 215 В.
Индуктивность нагрузки равна Ld = 0.25 Гн. Преобразователь должен обеспечивать минимальные низкочастотные пульсации выпрямленного напряжения, а также содержать защиту от перегрева силовых вентилей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Методические указания к лабораторным работам. Исследование СИФУ интегрирующего типа. По курсу ”преобразовательная техника”. Составитель:
А. И. Пономаренко. Рецензент: П. М. Рыбаков.
2. Методические указания к лабораторным работам. Исследование СИФУ вертикального типа. По курсу “преобразовательная техника”. Составитель:
А. И. Пономаренко. Рецензент: П. М. Рыбаков.
3. Полупроводниковые выпрямители/ Беркович Е. И., Ковалев В. Н., Ковалев Ф.
И. И др.; Под ред. Ф. И. Ковалева и Г. П. Мостковой. - 2-е изд., переработ. М.: Энергия, 1978.
4. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы.
Справочник/ А. В. Баюшков, А. Б. Гитцевич, А. А. Зайцев и др.; Под общ. ред. Н. Н. Горюнова. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1984.
5. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник/ И. В. Новаченко, В.
М. Петухов, И. П. Блудов, А. В. Юровский. - М.: КУбК-а, 1996.
6. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/М. И. Богданович, И. Н.
Грель, С. А. Дубина и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Беларусь,
Полымя. 1996.
7. Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника: Учеб. Пособие для приборостроительных специальностей вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. -
М.: Высшая школа, 1991.
8. Аналоговые интегральные схемы: Справочник/А. Л. Булычев, В. И. Галкин,
В. А. Прохоренко. - 2-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Беларусь, 1994.
9. Резисторы, конденсаторы, коммутационные устройства РЭА: Справочник/Н. Н.
Акимов, Е. П. Ващуков, В. А. Прохоренко, Ю. П. Ходоренок - Мн.: Беларусь,
1994.
10. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник/К. М.
Брежнева, Е. И. Гантман, Т. И. Давыдова, и др. Под ред. Б. Л. Перельмана.
- М.: Радио и связь, 1981.
Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник/ В. Я. Замятин, Б.
В. Кондратьев, В. М. Петухов. - М.: Радио и связь, 1987.
Силовые полупроводниковые приборы: Справочник/ О. Г. Чебовский, Л. Г.
Моисеев, Р. П. Недешовин. - 2 изд. перераб. и доп. - М.: Энергия, 1985.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных работ спроектирован тиристорный преобразователь, обеспечивающий мощность нагрузки равную 5 кВт, номинальное выпрямленное напряжение Udном = 235 В и минимальные низкочастотные пульсации выпрямленного напряжения. В построенной схеме присутствует защита силовых вентилей от перегрева.