Управление синхронным двигателем

 

       где I_н - 350 А - максимальный ток в статоре двигателя при принятых ограничениях тока в системе управления. Отсюда:

       Uкm = 0,5 × U_d = 0,5 × 515 = 258 В;

       I_K=1 × Iн=1 × 350 = 350 А.

         По этим данным выбираем интеллектуальный  модуль SKiiP третьего поколения фирмы SEMIKRON, параметры которого представлены ниже в

таблице 4.8

         Таблица 4.8 - Основные параметры модуля

         

       Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения применим простой емкостной фильтр и воспользуемся методикой, изложенной в [35]. По выбранной схеме выпрямителя определяют коэффициент пульсаций на входе фильтра:

                  

                                    (4.11)

     где m – пульсность

                                         

     

     

     Примем  значение коэффициента пульсаций на выходе фильтра равным:

       q₂ = 0,01

       По  заданному значению коэффициента пульсаций  на входе фильтра определяем коэффициент сглаживания:

       

                           (4.12.)

       

                                              (4.13.)

где w = 2×n×f = 314 - угловая частота напряжения в сети с^-1;

      Rd = U_d/I_d - сопротивление нагрузни в звене постоянного тока, Ом.

                          

     Определяем  рабочее напряжение на обкладках  конденсатора из условия:

       

       Для обеспечения требуемого значения емкости  и рабочего напряжения, применим последовательно - параллельное соединение конденсаторов (см. рис.4.5).

       Конденсаторы  фильтра

       

 

       Рисунок 4.5 - Включение конденсаторов фильтра. Схема принципиальная. Выбираем четыре одинаковых конденсатора фирмы UTOR, параметры которых занесены в таблицу 4.9 

       

       

       Таблица 4.9 - Параметры конденсатора 

         
 

       Для равномерного распределения напряжения между последовательно соединенными конденсаторами установим параллельно конденсаторам выравнивающие резисторы сопротивлением, каждый из резисторов будет иметь сопротивление:

        

                                   (4.14.)

       где: U_dmax = 773В.

       I_yт - ток утечки конденсатора:

       Тогда:

                               

       Мощность  резистора не менее:

                           (4.15.)

       Выбираем  два проволочных резистора, параметры  которых представлены в таблице 4.10

       Таблица 4.10 – Параметры резистора 

         
 

     Силовой канал питания обмотки возбуждения 

       Для питания обмотки возбуждения  применен импульсный блок питания, нагрузкой которого является нереверсивный ШИП постоянного напряжения.

       Импульсный  блок питания. Применим ИБП, построенный  по двухтактной схеме преобразования (см.рис.4.6.), получающий питание от жена постоянного тока выпрямителя в цепи обмотки статора. Воспользуемся методикой, приведенной в [16] для расчета трансформатора ИБП. 

       Импульсный  блок питания

       

       Рисунок 4.6 - Силовая часть ИБП. Схема принципиальная 

       Прежде  всего необходимо рассчитать используемую мощность трансформатора, Вт:

                                          Р_исп=Р_н×1,3,                                (4.16)

       где Р_н = 5 кВт - номинальная мощность обмотки возбуждения с учетом КПД ШИП

       Р_исп= 5 ×1,3 = 6,5кВт.

       Далее необходимо задаться габаритной мощностью  трансформатора, которая должна удовлетворять условию:

       P_габ≥P_исп.

       

       

       В связи с этим условием подбираем  из стандартного ряда мощностей тороидальный магнитопровод, производимый ТОВ «МЕЛТА»  из сплава MM - 1Н, который имеет параметры, приведенные в таблице 4.11 

       Таблица 4.11 – Параметры магнитопровода

 

       Напряжение  на первичной обмотке трансформатора, В:

       

                                  (4.17.)

       где U_пит = 515 в - выпрямленное напряжение в звене постоянного тока преобразователя цепи статора; U_vthac ⁼ 0,5 В - напряжение насыщения транзистора.

       U₁=515/2-0,5=257 В.

       Число витков первичной обмотки трансформатора:

       

                                         (4.18.)

       

       где f_пр=20кГц – частота преобразования; B_max=1,2 Tл – максимальная индукция насыщения сердечника.

       

       Для исключения возможности насыщения  магнитопровода примем:

       Wj=6 ВИТКОВ.

       Максимальный  ток первичной  обмотки трансформатора, А:

             

                                  (4.20.)

       где h - 0,8 – КПД преобразования.

                                     

       Диаметр провода, мм:

                                   (4.21.)

       Число витков вторичной обмотки трансформатора, А:

                      

                              (4.22.)

       где U₂ – 43 В – требуемое напряжение вторичной обмотки трансформатора.

       

     Максимальный  ток вторичной обмотки трансформатора, А:

     

     Диаметр провода, мм:

     

     В качестве силовых ключей выбираем MOSFET транзисторы фирмы International Rectifier, которые специально предназначены для работы в импульсных блоках питания. Параметры транзистора приведены в таблице 4.12.

       

       Таблица 4.12 - Основные параметры MOSFET транзистора 

 
 

       Для выпрямления пониженного напряжения применим однофазную даухполупериодную  схему выпрямления с нулевой  точкой.