Трансформаторно-тиристорные модули для построения бесконтактных систем электропитания электролизеров цветных металлов

• Автор: Богатырева, Анна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 251 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ НОВЫХ СИСТЕМ
ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ И СЕРИЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ
1.1.Потери электроэнергии и перерасход ресурсов в существующих системах электропитания
1.2. Устройство, принцип действия ТТМ и целесообразность их использования
1.3. Системы питания электролизеров на основе использования ТТМ
1.3.1 Система питания серии электролизеров с последовательным соединением двух ТТМ
1.3.2 Система питания серии электролизеров с параллельным соединением последовательных обмоток трансформатора ТТМ
1.3.3 Низковольтная система питания электролизеров с малыми потерями электроэнергии
Выводы
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ПРОГРАММНЫЕ МОДУЛИ ДЛЯ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИСТЕМ ПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА
2.1. База данных по стационарным режимам работы ТТМ
2.2. Математическая модель для расчета уровней напряжения на зажимах серии электролизеров
2.2.1 Аналитические зависимости для коэффициентов трансформации питающего трансформатора и трансформатора ТТМ
2.2.2 Методика получения множества дискретных значений выпрямленного напряжения на зажимах серии
электролизеров
2.2.3 Методика определения коэффициента гармоник выпрямленного напряжения
2.2.4 Программный модуль расчета выпрямленного напряжения,
коэффициентов гармоник и выбор сочетаний режимов работы двух ТТМ в зависимости от ступени регулирования
2.3. Зависимости напряжения на зажимах электролизера и серии электролизеров от изменения концентрации глинозема в электролите
2.3.1 Изменение напряжения на зажимах электролизера и СЭ
2.3.2 Программный модуль для расчета напряжения, сопротивления и противо-ЭДС на зажимах электролизера в зависимости от изменения концентрации глинозема в электролите
2.4. Программный модуль для расчета точности стабилизации тока в контуре серии электролизеров
2.4.1 Точность стабилизации при возникновении анодных “вспышек” на отдельных электролизерах
2.4.2 Точность стабилизации при изменении величины питающего напряжения
2.5. Управление с помощью микропроцессорной системы током
стабилизации в контуре серии электролизеров
Выводы
ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СЕРИЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ С ПИТАЮЩЕЙ СЕТЬЮ
3.1. Математическая модель для исследования электромагнитных
процессов в динамических режимах работы
3.1.1 Допущения при составлении математической модели

3.1.2 Схемы замещения электрической и магнитной цепи
3.1.3 Матричная система дифференциальных уравнений
3.2. Алгоритмы естественной коммутации тиристорных ключей, обеспечивающие электромагнитную совместимость с питающей сетью в динамических режимах работы
3.2.1 Одноэтапные алгоритмы
3.2.2 Двухэтапные алгоритмы
3.3. База данных по алгоритмам перевода ТТМ в различные стационарные режимы работы
3.4. Метод обеспечения электромагнитной совместимости разработанных систем электропитания СЭ с питающей сетью
Выводы
ГЛАВА 4 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ
ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ
4.1. Выбор и проверка тиристоров с учетом коммутационных процессов
4.2. Конструктивная разработка регулирующего органа
4.3. Компоновка тиристорной и трансформаторной частей регулирующего органа
4.4. Ошиновка для связи между ключами и ключей с вольтодобавочным трансформатором
4.5. Требования к конструкции трансформаторного оборудования
4.6. Мониторинг, обеспечивающий быстрый поиск пробитого тиристора для его замены
4.7. Контроллер системы управления бесконтактной системой питания
4.8. Экономическая эффективность использования предлагаемой

стержнях магнитопровода трансформатора ТТМ, а идентификаторы этих
режимов Т.Л'/к должны отличаться на 1,5 ед.
(1.Я'/к = (2 Ли + Л12 + Л21 + 2 Л22)/к =
-6;- 4,5;- 3;- 1,5; 0; 1 5; 3; 4,5; 6) '
где Л,,,Л,2,Л21 ,Л22 - вспомогательные скалярные коэффициента, методика определения которых приведена в п.п. 2.1; к- коэффициент трансформации трансформатора ТТМ.
Получаем всего девять режимов работы с номерами: -75 режим (ТЛ'1к = -6, включены ТК 1,3,5,15,16 (см. рис. 1.5)); -72(£Л.’/£ = -4,5, включены ТК 1,3,5,8,10,12); -45(£Я*/£ = -3, включены ТК 1,3,5,17,18); -27(ЕЯ'/£ = -1,5, включены ТК 8,10,12,13,14); 0(ХЯ*/£ = 0, включены ТК 13,14,17,18); +26(12*/Л = 1,5, включены 7,9,11,17,18); +44(12*/£ = 3, включены ТК 2,4,6,13,14); +72(£Л’/к = 4,5, включены ТК 2,4,6,7,9,11); +75(12*/к = 6, включены ТК2,4,6,15,16).
Пусть после подачи напряжения на входные зажимы А, В, С (рис. 1.6) оба ТТМ находятся в режиме работы с номерами -75. От напряжения на входных зажимах а0,Ь0,с0 (обозначим его (Ус), которое выбирают равным середине диапазона регулирования напряжения на нагрузке, отнимается согласно базе данных два напряжения /г,{Ус и к211с. Величины к, и к2 являются коэффициентами трансформации соответственно трансформаторов 1 и 2 (первого и второго ТТМ). В связи с использованием девяти режимов работы ТТМ коэффициент трансформации выбирают у второго ТТМ в девять раз меньше, чем у первого ТТМ. Напряжение (ин) на входных зажимах а2,Ь2,с2 электроприемников нагрузки будет равно
ин =ис- к,ис - к2ис =ис[ 1 - (к, +1)] = и1Шп (1.2)
Исходный минимальный уровень напряжения (£/||пш1) на зажимах СЭ алюминия обычно равен 20% £/,,тах, так как регулирование напряжения выполняют в диапазоне 20 + 100% от номинальной величины. Если принять