Разработка и исследование модульного экскаваторного преобразователя на транзисторах IGBT

• Автор: Сапельников, Артем Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ СЕРИЯ ЭКСКАВАТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПТЭМ-2Р

1.1.Требования к экскаваторному электроприводу и обзор применяемых систем

1.2......Концепция разработки вентильных преобразователей для тяжелых условий

ЭКСПЛУАТАЦИИ

1.3.Проблема перехода к системе ПЧ - АД и пути ее решения

1.4.М0ДУЛКНЫЙ экскаваторный преобразователь на транзисторах ЮВТ

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

2.1. Выбор процессора для системы управления преобразователем

2.2. Выбор способа управления

2.3. Алгоритм работы системы управления
2.4. Разработка и исследование системы управления
2.4.1. Структура программы управления преобразователем
2.4.2. Разработка схемы драйвера для управления транзисторами
2.5. Компоновка преобразователей
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ КОММУТАЦИИ ТОКОВ В НУЛЕВОЙ СХЕМЕ ТРАНЗИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

3.1. Обзор технической информации
3.2. Анализ процессов коммутации в схеме-...і
3.2.1. Оценка частоты коммутации в схеме
3.2.2. Определение доли динамических Потерь в Силовом транзисторе
3.2.3. Оценка коммутационных перенапряжений на транзисторах
3.3. Рекомендации по расчету параметров схемы
4. РАЦИОНАЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ ЭКСКАВАТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАКЕТНЫХ ОБРАЗЦОВ
4.1. Рациональные области применения транзисторных модульных преобразователей
4.2. Лабораторные испытания системы ТрП-Д
4.3. Лабораторные испытания системы ІІПЧ-АД с двухфазным двигателем
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Электрооборудование горно-обогатительных предприятий, в первую очередь, электроприводы основных механизмов экскаваторов, бурстанков, карьерного транспорта и технологических установок обогатительного производства характерны высокими требованиями к технологическим качествам, с одной стороны, и необходимостью обеспечения максимальной простоты и надежности эксплуатации, обусловленной сложными условиями работы - с другой. Комплекс противоречивых требований, предъявляемых к электрооборудованию, определяет необходимость разработки объектно-ориентированных устройств управления, обеспечивающих бесперебойную работу технологического оборудования без постоянного квалифицированного технического обслуживания.
В течение долгого времени, в группе экскаваторного электропривода кафедры АЭП МЭИ велись работы по созданию и исследованию систем электроприводов для их применения на экскаваторах. Такие системы, в основном, комплектуются тиристорными преобразователями и успешно применяются на экскаваторах ЭКГ-8, ЭШ-6/45, ЭКГ-8И, а также на других машинах. Опыт эксплуатации первых тиристорных систем показал, что применение на экскаваторах электроники создает некоторые сложности для эксплуатации, поскольку в полевых условиях работы квалифицированный технический уход не всегда возможен. Поэтому в качестве концепции при разработке тиристорных преобразователей, в группе экскаваторного электропривода, принят принцип модульности. Данная концепция была впервые реализована в серии тиристорных преобразователей ПТЭМ-1Р. Рациональная конструкция, схемотехника без подстроенных элементов обеспечивали возможность замены отказавшего блока резервным, выполняемой обслуживающим персоналом, не имеющим специальной

квалификации, действующим в соответствии с инструкцией по эксплуатации машины. Таким образом, время восстановления работоспособности машины при отказе преобразователя составляет 7-15 мин.
В начале 90-х годов была начата разработка серии новых модульных экскаваторных преобразователей ПТЭМ -2Р, в которой были учтены некоторые недостатки предыдущей серии преобразователей, применена современная элементная база. В настоящее время данная разработка завершена и идет процесс внедрения новых
преобразователей.
На базе тиристорных модульных преобразователей могут быть созданы и создаются системы ТП-Д, ТВ-Г-Д, НПЧ-АД. Все системы таких электроприводов могут работать в тяжелых условиях
эксплуатации без квалифицированного технического ухода. Привод, комплектующийся модульными преобразователями, может работать в любых режимах во всех четырех квадрантах.
В настоящее время на экскаваторах в основном применяются системы ТП-Д, ТВ-Г-Д, которые зарекомендовали себя с хорошей стороны, причем система ТВ-Г-Д является основной. Однако,
интересной и перспективной задачей, является модернизация существующих экскаваторов по системе ПЧ-АД. Применение на экскаваторах асинхронных двигателей позволит достичь большей надежности двигательной установки, грамотное управление асинхронным двигателем позволит снизить динамические нагрузки в системе, а так же за счет рациональных алгоритмов управления позволит снизить потребление электроэнергии из сети.
Безусловно, существует множество решений данной задачи и правильность того или иного решения подтвердит эксплуатация. Развитие полупроводниковой техники предоставляет нам все больше и

Для первого габарита выбираем диодные модули МДД-40 двенадцатого класса напряжения. Краткие данные диодного модуля приведены в таблице 1.9.
Для второго габарита выбираем диодный модуль МДД-80 так же двенадцатого класса напряжения, его данные приведены в таблице 1.9.
Таблица 1.9 Технические данные диодных модулей.
Название Номинальный ток, А Номинальное напряжение, В Прямое падение напряжения AU, В
МДД-40(12) 40 1200 0,
МДД-80(12) 80 1200 0,
Во всех исполнениях преобразователя будет использована одна и та же система управления, для обеспечения требования унификации преобразователей. На рисунке 1.18 представлена функциональная схема транзисторного преобразователя.
ABC N

—і из.с.
Рис. 1.18 Функциональная схема транзисторного преобразователя.