Proiectarea Convertorului Static de Putere

Introducere

Convertoarele statice sunt echipamente de putere care permit conversia unei energii de curent alternativ într-o energie de curent continuu sau a unei energii de curent continuu într-o energie de curent alternativ. Există, de asemenea, convertoare statice care furnizează la ieşire acelaşi tip de energie cu cea de la intrare schimbînd numai unii dintre parametrii acesteia, cum ar fi amplitudinea în tensiune, amplitudinea în curent, frecvenţa etc.

Convertoarele statice sunt echipamente complet statice şi din acest punct de vedere aduc incontestabile avantaje faţă de alte sisteme care realizează aceleaşi funcţiuni În favoarea convertorului static sunt o serie de argumente evidente şi nicidecum de neglijat, cum ar fi: o uzură mai redusă (deci o durată de funcţiune incontestabil de mare), o întreţinere mai sumară şi la intervale mai mari.Deasemenea, randamentul energetic este întotdeauna mai bun.

Cu toate acestea se pot enumera şi unele dezavantaje ale utilizării convertoarelor statice: în condiţiile actuale convertoarele statice se realizează la un cost destul de înalt, pentru întreţinerea lor este necesar un personal cu calificare superioară, deasemenea sunt mai puţin robuste la funcţionarea cu şocuri de sarcină, în asemenea cazuri fiind necesare întotdeauna supradimensionări care se soldează cu o creştere corespunzătoare a preţului de cost. Din acest punct de vedere convertoarele statice concurează cu alte grupuri de maşini electrice.

Se deosebesc mai multe tipuri de convertoare statice:

- redresor; - convertor static de frecvenţă;

- invertor; - variator de tensiune (chopper);

- convertor static cu circuit intermediar.

În lucrarea dată, se studiază un convertor static de putere pentru acţionarea unui motor de curent continuu. Se calculează parametrii şi caracteristicile de reglare a convertorului, precum şi se alege sistemul de comandă.

I. ALEGEREA SCHEMEI DE FORŢĂ A REDRESORULUI ŞI CALCULULUI PUTERII

1.1. Alegerea schemei de forţă a redresorului

Reieşind din puterea nominală dată a motorului, pentru acţionarea lui este raţional de folosit un redresor trifazat integral comandat în punte, deoarece el posedă următoarele avantaje:

- asigură o eficacitate înaltă a utilizării tiristoarelor după tensiune, curent şi putere, determinată de valorile înalte ale coeficienţilor, care permit utilizarea redresorului şi fără transformator de adaptare (KS = 1.045);

- asigură o tensiune redresată cu pulsaţii relativ mici;

- condiţionează o influienţă negativă, minimală asupra reţelei, manifestată printr-un factor de distorsiuni neliniare al curentului absorbit din reţea, relativ mic;

- asigură valori ale factorului de putere şi ale randamentului destul de înalte;

- se caracterizează printr-o simplitate relativă a sistemului de comandă şi reglare.

1.2. Calcul puterii nominale al redresorului

1.2.1. Tensiunea nominală de ieşire a redresorului – valoarea calculată

Udc = (1.05 1.1)Un = 1.05 220 = 231V,

unde Un = 220 V – tensiunea nominală a motorului.

Conform standardului de stat, trebuie aleasă o valoare standardizată a tensiunii redresate, cea mai apropiată de voaloarea calculată:

Udn= 230 V.

1.2.2. Valoarea nominală calculată a curentului de ieşire al redresorului

Idnc = (1.1 1.3)In = 1.2 364.663 = 457.59 A ,

unde In = 100% = 100% =364.663A -curentul nominal al motorului.

Valoarea standardizată a curentului nominal al convertorului Idn = 400 A.

1.2.3. Puterea nominală a redresorului

Pdn = Udn Idn = 230 400 = 92 kW.

II. ALEGEREA ŞI CALCULUL TRANSFORMATORULUI DE PUTERE

2.1 Deoarece tensiunea nominală a motorului (Un=220 V) diferă foarte mult de tensiunea redresată maximală la mers în gol, la alimentarea de la o reţea trifazată 3x380 V, pentru ridicarea factorului de putere a convertorului şi pentru limitarea curenţilor de scurtcircuit şi de comutaţie este raţional de folosit un transformator de coborîre a tensiunilor de intrare ale redresorului.