Момент  инерции вала: 

                                                                      (4.4) 

      примем  l = 500 мм 

        

;   

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 Функциональная схема  электропривода, выбор  схемы   преобразователя

 

      Функциональная схема электропривода с двигателем постоянного тока, с тиристорным преобразователем напряжения, обратной связью по скорости и отсечкой по току показана на рисунке 5.1. 

                     

                

                        Рис.5.1 Функциональная схема электропривода. 

                  Выбираем трехфазную нулевую схему преобразователя. 

                                     

                   Рис.5.2 Трехфазная нулевая схема преобразователя. 

Основные  показатели приведены в таблице 5.1. 

Таблица 5.1

 

К_С – коэффициент схемы – отношение напряжения вторичной обмотки трансформатора U₂ к наибольшей величине выпрямленной ЭДС Е_a.

К_П –  коэффициент пульсаций, определяется переменной составляющей выпрямленного напряжения U_П.

К_Т –  коэффициент загрузки тиристоров по току – отношение действующего значения линейного тока вторичной обмотки силового трансформатора I₂ к току нагрузки I_a.

К_Н – коэффициент загрузки тиристоров по напряжению – отношение максимального обратного напряжения на вентиле U_Bmax к E_a0.

K_S – коэффициент использования трансформатора – отношение мощности силового трансформатора S_T к мощности выпрямленного тока. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6 Расчёт параметров  силового трансформатора  и выбор вентилей

 

   Требуемое напряжение вторичной обмотки: 

                

,                (6.1) 

где   К_С – коэффициент схемы;

К_a - коэффициент запаса, учитывающий принцип управления тиристорными группами. Для реверсивных приводов с совместным управлением К_a=1,2.

     K_R – коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения в вентилях, K_R=1,05;

К_З – коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение напряжения в сети, К_З=1,1. 

В 

Действующее значение тока вторичной обмотки:  

                        

,                         (6.2) 

     где   К_i – коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной, К_i=1,05-1,1.  

                                                

Требуемая мощность трансформатора, Вт 

           

               (6.3) 

                                 т 

       По рассчитанным значениям S_ТТ и U_2Т выбирается трансформатор, у которого номинальная мощность S_T ³ S_ТТ, напряжение вторичной обмотки  U₂ ³ U_2T. 

      Исходя  из условий, выбираем трансформатор  ТТ-8, параметры которого: 

Номинальная мощность                                             8 кВт;

Номинальная мощность вторичной обмотки             7,4 кВт;

Номинальная мощность третьей обмотки                 0,6 кВт;

Номинальный ток                                                         12,15 А;

Номинальное напряжение вторичной обмотки          104 ± 3 В;

Номинальное напряжение третьей обмотки                  93 ± 3 В;  

       Выбор вентилей производится по среднему значению тока через вентиль и по максимальному значению обратного напряжения. 

Среднее значение тока вентиля: 

                                                                                        (6.4) 

                                                   
 

Максимальная  величина обратного напряжения, прикладываемого  к вентилю: 

        

,              (6.5) 

                     где 

                       (6.6)

    

                                                    

                                   

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7 Расчёт индуктивности  уравнительных реакторов  и параметров якорной  цепи

 

       Суммарная индуктивность уравнительных реакторов, необходимых для ограничения уравнительных токов в реверсивных схемах, выбирается по формуле:

                                                                (7.1)

где   U_2m – амплитудное напряжение вторичной обмотки силового трансформатора, фазное для трёхфазной нулевой схемы и линейное для трёхфазной мостовой схемы;

         f – частота(50 Гц);

         I_УР – среднее значение уравнительного тока: 

                                                    I_УР = (0,1 ¸ 0,3)I_Н

         K_УР – коэффициент, равный 0,65 для трёхфазной нулевой схемы и 0,18 для трёхфазной мостовой.

     Индуктивность  каждого уравнительного реактора  может быть принята  

                                                  L_УР= (0,5 ¸0,7)L_ΣУР 

     Индуктивность якорной цепи рассчитывается исходя из условия, что величина пульсаций тока не должна превышать 2¸5%, т.е. максимальная величина пульсаций 

                           I_{П max}= (0,02 ¸ 0,05)I_Н

I_УР = 0,2·50 = 10 А

 Гн

L_УР  = 0,6·0,021 = 0,0126 Гн

I_{П max} = 0,03·50 = 1,5 А 

      Для уменьшения пульсации тока в цепь якоря включается сглаживающий фильтр L. При этом должно выполняться условие:

                                                  

Требуемое индуктивное сопротивление якорной цепи определяется по формуле:            

                                                                                  (7.2)

Требуемая индуктивность  якорной цепи:

                                                                               (7.3)

где  f_П – частота пульсаций выпрямленного тока,  f_П = f · m 

                                            Ом

                                         Гн 

     Расчётная индуктивность якорной цепи будет складываться из индуктивностей якоря и уравнительного реактора:

                                             L_Р = L_Д + L_УР                                   (7.4) 

                                        L_Р = 0,00042 + 0,0126 = 0,013 Гн 

Активное сопротивление якорной цепи: 

                                   R_Я = K_tR_Д + R_T + R_УР + R_ф                  (7.5) 

где  R_Д – сопротивление якоря двигателя:

                             ,   h_Н = 0,87.

       К_t – коэффициент, учитывающий изменение сопротивления при нагреве,        К_t = 1,2.

       R_T – сопротивление обмоток трансформатора, приведённое к цепи выпрямленного тока, R_T = 0,06 U₂ / I₂ .

       R_УР и R_ф – сопротивления уравнительного реактора и фильтра можно принять ориентировочно, исходя из условия, что падение напряжения на этих элементах при нормальном токе не должно превышать 2В, т.е. 

                              R_УР = R_ф = 2 / I_Н .  

Ом

R_T = 0,06 ·104 / 32 = 0,2 Ом

R_УР = R_ф = 2 / 50 = 0,04 Ом 

                             R_Я = 1,2·0,07 + 0,2 + 0,04 + 0,04 = 0,364 Ом 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8 Оценка статической  ошибки регулирования

 

       В режиме непрерывных токов ЭДС тиристорного преобразователя является функцией угла управления a и определяется выражением:

                                                                      (8.1) 

       На основании этого выражения строится статическая характеристика тиристорного преобразователя, показывающая значение ЭДС при изменении угла a от 0 до 90° (рис.8.1).