Разработка выпрямительно-инверторного преобразователя для частотного пуска электрических двигателей

• Автор: Бородина, Виктория Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
1Л. Обзор существующих преобразователей частоты
1Л Л. Методы управления
1Л .2. О преобразователях частоты
1Л. 3. Структура и принцип работы
1Л .4. Типовые схемы высоковольтных преобразователей
частоты
1.2. Обзор схемных решений высоковольтных преобразователей частоты для электрических двигателей
1.3. Разработка функциональной схемы преобразователя частоты для плавного пуска синхронного двигателя
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ
2.1. Обзор имеющихся функциональных схем систем управления преобразователями частоты
2.2. Разработка функциональной схемы системы управления преобразователями частоты для пуска синхронного двигателя
2.3. Основные режимы функционирования системы управления
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ С СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ТИПА СДМ32
3.1. Свойства привода с синхронным двигателем
3.1.1. Электромеханическое преобразование в синхронном двигателе
3.1.2. Угловая характеристика синхронного двигателя
3.1.3. Динамические свойства синхронного двигателя
3.1.4. Динамика электропривода с синхронным двигателем

3.2. Основные сведения о возможностях и использовании программного комплекса ЭЛТРАН
3.3. Моделирование двигателя СДМ32
3.4. Моделирование и расчет преобразователя для синхронного двигателя СДМ32
3.4.1. Общий расчет преобразователя ВПЧС
3.4.2. Описание структуры Элтран-модели
3.4.3. Управление СД от ВПЧС
3.4.3.1. Разгон СД от ВПЧС
3.4.3.2. Переключение на сеть
3.4.3.3. Сброс-наброс нагрузки
3.4.3.4. Опыт короткого замыкания
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
4.1. Состав ВПЧС
4.1.1. Шкаф выпрямительный (ШВ)
4.1.2. Шкаф инверторный (ШИ)
4.1.3. Шкаф транзисторных коммутаторов (ШТК)
4.2. Система управления ВПЧС
4.2.1. Управление ВПЧС
4.2.2. Защиты ВПЧС
4.3. Внешние связи
4.4. Опыт внедрения
4.5. Результаты испытаний
4.5.1. Результаты испытаний на заводе «Электровыпрямитель», г. Саранск
4.5.2. Результаты испытаний на заводе «УльяновскЦемент»,
г. Новоульяновск
4.6. Выводы
ВЫВОДЫ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы. Вопросы использования энергосберегающих технологий в отечественной энергетике последнее время становятся все актуальнее и начинают рассматриваться на всех уровнях, в то время как в западных странах это направление развивается достаточно давно, т.к. сомнений *
в необходимости экономии энергетических ресурсов уже не возникает.
Говоря об энергосбережении в области электропривода, возникает вопрос применения преобразователей частоты. Регулирование скорости вращения двигателя в соответствии с требованием поддержания определенного уровня технологического-параметра (давление, расход, скорость.и т.п.) позволяет обеспечить экономию электроэнергии от 20 до 50 %, а на некоторых предприятиях, в частности, на некоторых объектах жилищно-коммунального хозяйства, эта цифра может достигать 70 %.
Помимо прямой экономии средств за счет снижения потребляемой электроэнергии; применение частотного регулирования позволяет получить дополнительные эффекты, а именно:
1) снижение ударных нагрузок при пусках:
• пуск электропривода осуществляется плавно с требуемой скоростью нарастания частоты;
• исключаются электродинамические перегрузки в обмотках двигателя и ударные нагрузки в механизме электропривода, что позволяет снизить затраты на ремонт и обслуживание двигателей и агрегатов в целом, а также увеличивает срок службы оборудования;
• пусковой ток имеет незначительное превышение номинального, что снижает требования к питающей сети и снижает неблагоприятное влияние на другое подключенное к ней оборудование;
2) технологические эффекты за счет плавного регулирования скорости:
• переход от одной скорости вращения двигателя к другой с целью поддержания технологического параметра на требуемом уровне осуществгде Е2 — ЭДС вторичной обмотки силового трансформатора; Аит,Аиг,Шк — падение напряжения соответственно на тиристорах, активном сопротивлении цепи и коммутационное падение напряжения в момент коммутации'тиристоров.
В режиме непрерывного тока эквивалентное сопротивление преобразователя. Лж = 11г + К,. +Ядг, где Яг - активное сопротивление силовой цепи преобразователя; Кк=тС-^1- - коммутационное сопротивление; ЯДТ - динами-2к
веское сопротивление тиристоров.
Кроме режима непрерывных токов, различают режим прерывистых токов, при котором ток в нагрузке прерывается;
Время наступления режима прерывистых токов зависит от угла управления а, величины и характеристики нагрузки (катодной индуктивности).
Зона прерывистых токов ограничивается граничными значениями тока
где х„, хг1 - соответственно, индуктивные сопротивления преобразователя и нагрузки.
При условии, что ха > (3...4)/?,,, где Яа - активное сопротивление нагрузки, зона прерывистых токов оказывается незначительной и при моделировании может не приниматься во внимание. Кроме того, зона прерывистых токов вообще отсутствует в реверсивных преобразователях с совместным управлением и линейным согласованием группы вентилей. Во всех остальных случаях, в частности, при работе на двигательную нагрузку нереверсивных и реверсивных преобразователей с раздельным управлением эта зона существует и ее необходимо рассчитывать и учитывать при моделировании.
Динамические свойства тиристорного преобразователя определяются неполной управляемостью тиристоров и параметрами сети, ведущей преоб1Л!р и ЭДС ЕЛгрД
Е*гР