Классификация тиристорных преобразователей частоты

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Июня 2014 в 20:54, курсовая работа

Краткое описание

Для некотоҏыҳ электротехнологических процессов, например, при индукционном нагреве требуются источники питания повышенной и высокой частоты от нескольких сотен Гц до нескольких МГц. Для получения таких частот применяются как электромашинные, так и статические преобразователи частоты. В качестве последних используются полупроводниковые преобразователи частоты и ламповые генераторы. Генерация токов повышенной частоты от 250 Гц до 10 кГц в мировом масштабе осуществляется почти исключительно тиристорными преобразователями частоты. По сравнению с электромашинными преобразователями они имеют ряд преимуществ:
возможность изменения рабочей частоты, обесᴨȇчивающей режим работы, близкий к оптимальному, без ᴨȇреключения в силовой цепи;
более высокий КПД от 0,92 до 0,97, не зависящий от изменения выходной мощности преобразователя;
практически мгновенная готовность к работе;

Содержание

1.Введение…………………………………………………………………………...3

2.Тиристорный преобразователь частоты (общие сведения)…...……………4
2.1 Применение преобразователей частоты……………………..............................4
2.2 Структура и принцип работы низковольтного преобразователя частоты на IGBT транзисторах..................................................................................................8
2.3 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.............................9

3.Классификация тиристорных преобразователей частоты………………………15
3.1 Принцип действия ТПЧ и автономного инвертора…………………………………………………………………………...18
3.2 Новое поколение тиристорных преобразователей…………………………..19
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТПЧ
НАГРУЗКА ТПЧ
КОНСТРУКЦИЯ
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

4.Наладка ТПЧ……………………………………………………………………………25

5.Электроизмерительные приборы…………………………………………………….32

Скачать полностью (313.65 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Прикрепленные файлы: 1 файл

курсовая.doc

— 597.50 Кб (Скачать документ)

на снятие напряжения с нагрузки (внешние блокировки, связанные с протеканием и ритмичностью технологического процесса, не вызывающие возникновения развития аварийной ситуации);
на полное обесточивание ТПЧ при возникновении аварии или нарушение требований безопасности. Имеется кнопка аварийного отключения.

ТПЧ имеет систему защиты, обеспечивающую локализацию неисправности и препятствующую развитию аварийной ситуации. Световая сигнализация идентифицирует вид неисправности. Пульт управления ТПЧ предназначен для осуществления оперативного управления ТПЧ, ручного задания выходного напряжения, измерения величины электрических сигналов в ТПЧ и индикации состояния. Пульт содержит:

индикаторы наличия силового питания на входе ТПЧ, включенного состояния выключателя, включенного или отключенного состояния ТПЧ, аварии; кнопки аварийного отключения силового выключателя, пуска и остановки ТПЧ; потенциометр для ручного задания выходного напряжения ТПЧ (мощности, температуры нагрева и т.д.); измерительные приборы для измерения мощности на входе ТПЧ, напряжения и тока в промежуточной цепи постоянного тока (показания необходимы для оценки правильной на-стройки ТПЧ), выходных напряжения и частоты.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТПЧ

Питание ТПЧ должно осуществляться трехфазным переменным напряжением с номи-нальной частотой 50 Гц. ТПЧ выходной мощностью до 500 кВт. следует подключать к электрической сети общего назначения с номинальным напряжением 380 В.

ТПЧ-800-0,5 должны быть присоединены непосредственно к зажимам индивидуального преобразовательного трансформатора с номинальным вторичным напряжением 550 В (напряжение холостого хода 570 В), и номинальной мощностью не более 1600 кВ А. Рекомендуемые типы преобразовательных трансформаторов: серий ТНЗП, ТСЗП, ТМП.

Показатели качества электрической энергии:

допускаемые отклонения напряжения в пределах от плюс 10 до минус 5 % от номинального;
допускаемое отклонение частоты от номинальной ±2,5 %;
коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения (при отключенном ТПЧ) не более 5 %;
коэффициент обратной последовательности напряжения не более 2 %.

ТПЧ являются устойчивыми к перенапряжениям питающей сети, возникающим при отключении с первичной стороны индивидуального преобразовательного трансформатора с номинальной мощностью 1000 кВ· А для ТПЧ - 320 - 0,5 и 1600 кВ· А для ТПЧ - 800 - 0,5. Питание вспомогательных цепей ТПЧ должно осуществляться от четырех проводной сети с номинальным напряжением 380 В, наибольшим потребляемым током 1 А. Допускаемые провалы напряжения питания вспомогательных цепей глубиной до 10 % амплитудного значения и шириной до 10° эл. в любой точке синусоиды. Питание ТПЧ, поставляемых на экспорт, в соответствии с заказ нарядом, может быть осуществлено напряжение с частотой 60 Гц. ТПЧ с номинальным входным напряжением 380 В должны допускать подключения к сетям с номинальным напряжением 380, 400 и 415 В при частотах 50 или 60 Гц. Показатели качества электрической энергии при этом должны соответствовать указанным выше, если иное не оговорено в заказ наряде.

НАГРУЗКА ТПЧ

ТПЧ предназначены для питания током средней частоты автономной электротехнологической нагрузки, цепи которой должны содержать параллельный колебательный контур, состоящий из индуктора и конденсаторной батареи.

К выходным зажимам ТПЧ нагрузка подключается через линию средней частоты, индуктивность которой должна иметь значение от 8 до 50 мкГн. При непосредственной установке ТПЧ рядом с нагрузкой минимальная индуктивность лини должна быть обеспечена включением в линию дополнительного реактора.

КОНСТРУКЦИЯ

ТПЧ скомпонован в шкафу унифицированной конструкции. Обслуживание шкафа - двух-стороннее через открывающиеся двери. Ввод силового питания в ТПЧ осуществляется согласно габаритному чертежу к зажимам силового автоматического выключателя. Шины для подключения линии средней частоты выведены через боковую стенку. Кронштейн с панелями с зажимами для подключения питания вспомогательных цепей, дистанционного пульта, обратной связи и блокировки расположены в нижней передней части шкафа. ТПЧ имеет блокировку дверей, лампу освещения и розетку на 220 В для питания приборов, используемых при наладке преобразователя. На передней двери расположен пульт управления. В верхней части шкафа расположен блок контроллера (систему управления), представляющий собой кассету с блоками управления. В нижней части шкафа расположен сглаживающий реактор. На вертикальных рейках в средней части шкафа расположены два силовых блока: слева - выпрямитель, справа - инвертор. Автоматический выключатель расположен в глубине шкафа с левой стороны. В ТПЧ предусмотрена возможность подключения двух видов внешних блокировок, действующих:

на снятие напряжения с нагрузки (внешние блокировки, связанные с протеканием и ритмичностью технологического процесса, на вызывающие возникновения развития аварийной ситуации);
на полное обесточивание ТПЧ при возникновении аварии или нарушении требований безопасности. Имеется кнопка аварийного отключения.

При срабатывании любой из защит и отключении ТПЧ производится однократное автоматическое повторное включение (АПВ). При неудачном АПВ ТПЧ отключается, загорается табло АВАРИЯ на пульте управления и один из светодиодов на передней панели блока защиты контроллера, указывая на сработавший канал защиты.

ТПЧ оснащен следующими видами защит:

защита от опрокидывания инвертора;
защита от перегрева силовых элементов (защищаются сглаживающий реактор, силовые тиристорные блоки, панели с водоохлаждающими резисторами в блоках защиты инвертора);

защита от перегрузки по напряжению;
защита от перегрузки по току;
защита от пробоя тиристоров инвертора (срабатывает при пробое или не восстановлении одного из тиристоров инвертора).

Предусмотрены также защиты от исчезновения напряжения на нагрузке или нарушении связи с нагрузкой. При этом выпрямитель ТПЧ переводится в инверторный режим, импульсы управления инвертором снимаются. Такой режим сохраняется до нажатия кнопки СТОП. Индикатором неисправности служат нулевые показания вольтметра на пульте управления. ТПЧ оснащен рядом блокировок. Имеются внутренние блокировки от открывания дверей, исчезновения силового питания или питания собственных нужд. При открывания дверей силовой выключатель отключает питание ТПЧ, одновременно включается лампа освещения шкафа. При исчезновении силового питания выключатель силовой отключается нулевым расцепителем рукавов и вспомогательных цепей целесообразно под шкафом ТПЧ оборудовать специальный канал.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

№	Наименование параметра	ТПЧ-16-1	ТПЧ-250-1	ТПЧ-350-1	ТПЧ-800-0,5
1.	Номинальная выходная мощность, kW	160	250	320	800
2.	Номинальная выходная частота, kHz	1	1	1	0,5
3.	Напряжение выходное ( действующее значение ), V - номинальное значение, V - пределы изменения, V	800 150 - 800	800 150 - 800	800 150 - 800	1000 150 - 1000
4.	Допустимые отклонения выходного напряжения ( при работе с обратной связью по выходному напряжению ), % номинального: - при постоянных параметрах питающей сети и нагрузки - при допускаемых изменения величины питающего напряжения на входе - при изменениях активной составляющей выходного тока на 50% от установленного значения в рамках любых допускаемых значений параметров нагрузки и напряжения	0,5 1 2	0,5 1 2	0,5 1 2	0,5 1 2
5.	Номинальное напряжение на входе , V	380	380	380	570
6.	Допустимый ток на входе, не более , А	320	500	680	1000
7.	Охлаждение водяное принудительное, при этом: - номинальный расход воды , м /ч - перепад давления между входом и выходом при номинальном расходе, не более, Мра - мощность отводимых водой потер, не более, кW	1,5 0,3 10	2,0 0,3 20	2,0 0,3 25	3,0 0,4 40
8.	Уровень звука, не более, dBA	80	80	80	80
9.	Базовая мощность на выходе, kW, при частотах на выходе, кНz: 0,5 и 1,0 2,4 4,0	160 160 125	250 200 130	350 250 160	800 630 500
10.	Номинальный ток на выходе, ( основная гармоника ) А	300	470	640	940
11.	Коэффициент полезного действия	94	94	94	94
12.	Габаритные размеры: - длина - глубина - высота	1000 800 2100	1000 800 2100	1000 800 2100	1205 1000 2100
13.	Масса, кг	650	700	750	1250

4.Наладка ТПЧ.

Неисправность			Причина					Порядок устранения
			Неисправности общего характера
При включенном главном выключателе и включении выключателя цепи управления и кнопки защиты линейный контактор не срабатывает			Сгорел предохранитель цепи управления					Заменить предохранитель; при повторном сгорании найти место короткого замыкания или заземления и устранить неисправность
			Не все контроллеры находятся в нуле-вом положении Отсутствует контакт в цепи нулевых кулачковых элементов Сгорела катушка линейного контактора Нарушен контакт максимального реле,					Устранение неисправности в аппаратах
При отпускании кнопки защиты линейный контактор отключается			Неисправны вспомогательные контакты линейного контактора Нарушен контакт в цепях конечных выключателей					Устранение неисправности в аппаратах
При переводе рукоятки контроллера в первое рабочее положение срабатывает защита			Замыкание на корпус одной из фаз статора электродвигателя или тормозного электромагнита Междуфазное замыкание в главной цепи					Измерить сопротивление изоляции между корпусом и фазами Проверить отсутствие междуфазного замыкания в аппаратах, отсоединенных от двигателя и тормозного электромагнита, а также отдельно в электродвигателе и тормозном электромагните
Неисправность	Причина				Порядок устранения
	Сгорание предохранителя цепи управления Короткое замыкание в цепи ротора на щеткодержателях, выводных зажимах резисторов, выводных зажимах роторных цепей Неисправность в цепи конечного выключателя проверяется возможностью работы в противоположном направлении движения				Замыкание на корпус в цепи управления Проверяется отсутствие короткого замыкания в следующей последовательности: электродвигатель, контроллер, резисторы Устранение неисправности в конечном выключателе
При переводе рукоятки в первое рабочее положение без нагрузки на крюке механизм не приводится в движение	Обрыв одной фазы обмотки статора Обрыв цепи тормоза Не происходит растормаживания механического тормоза Обрыв в двух фазах цепи ротора				Проверить наличие напряжения на всех фазах Проверить наличие напряжения на катушке электромагнита тормоза Устранить заедания в узлах тормоза Проверить целостность резисторов и надежность контакта щеткодержателей двигателя
При плавном переводе в последнее рабочее положение механизм разгоняется толчками или отключается защита	Обрыв цепей отдельных секций резистора Отсутствие электрического контакта отдельных контактов аппарата, замыкающих ступени резистора				, Проверить токопрохождение на каждой из ступеней разгона
Неисправность			Причина					Порядок устранения
			Установленный резистор имеет неверную разбивку значений сопротивлений по ступеням					Произвести пересчет ступеней резистора
При быстром переключении с одного направления движения в другое командо-контроллеров механизмов горизонтального передвижения срабатывает защита При установке контроллера на второе положение подъема номинальный груз движется вниз			Не отрегулирована механическая блокировка между контакторами направления Обрыв одной фазы питающего напряжения либо вне крана, либо в пределах аппаратуры крана Неисправность в цепи резистора					Обеспечить отсутствие короткого замыкания через контакты контакторов направления за счет регулировки механической блокировки Восстановить подачу трехфазного питания на кран или на двигатель Проверить правильность подбора резистора
Конечная защита не срабатывает Отсутствует напряжение на входе силовой части панели управления и на входе преобразователя			Не отключается электромагнитный аппарат, в цепи катушки которого включены конечные выключатели Нарушение регулировки конечного выключателя (механическая поломка) Неисправен автоматический выключатель на вводе электропривода или в цепи управления. Не включается линейный контактор					Проверить отсутствие приваривания контактов линейного контактора или обходных цепей питания нулевого реле Отрегулировать выключатель Проверить омметром автоматические выключатели, при необходимости исправить или заменить их. Проверить цепь включения линейного контактора с учетом цепей блокировок, контактов аппаратов защиты и конечных выключателей. Проверить установку рукояток командоконтроллеров в нулевое положение
Неисправность				Причина						Порядок устранения
При включении преобразователей на выходе отсутствует напряжение				Неисправны автоматические выключатели в силовой цепи переменного тока или в цепях управления						Проверить автоматические выключатели, устранить неисправности
Автоматические выключатели исправны, но на выходе преобразователей нет напряжения				Отсутствуют импульсы управления тиристорами вследствие плохих контактов в переходных штепсельных разъемах						Омметром проверить надежность контактов и устранить неисправность
Переходные штепсельные разъемы исправны, а выходные импульсы отсутствуют				Нет напряжения на трансформаторах питания и синхронизации						Проверить исправность цепей питания трансформаторов
При переводе рукоятки командоконтроллера скорость не регулируется или ее значения не соответствуют заданным				Не включаются контакторы скорости в цепях статора или ротора двигателя или реле управления скоростью. Не регулируются выходные параметры преобразователей						Проверить правильность включения и цепи питания катушек контакторов и реле, а для фазных двигателей резисторы в цепи ротора. Проверить соответствие выходных параметров преобразователя заданным
Пусковые и тормозные режимы протекают не плавно, наблюдаются случаи срабатывания максимальных реле				Не отрегулированы или не включаются реле времени. Не отстроены темпы изменения выходных параметров преобразователей						Проверить работу и отстроить заданные выдержки реле времени. Отстроить регулировочными потенциометрами темпы изменения выходных параметров преобразователей
Неисправность		Причина					Порядок устранения
Неисправности, характерные для электроприводов с преобразователями постоянного тока
Реле скорости работает правильно, а напряжение на выходе преобразователя не соответствует заданному		Не регулируется напряжение на выходе одной из фаз силового выпрямителя преобразователя из-за отсутствия контактов в штепсельном разъеме платы СУРП. Неисправен один из каналов СИФУ или блок питания системы управления					Проверить контакты штепсельного разъема. Определить и устранить неисправность в системе фазоимпульсного управления. Замерить напряжения на контактных гнездах блока питания системы управления
Электропривод не реверсируется при переводе рукоятки командоконтроллера из положения "Вверх" в положение "Вниз" или обратно		Не переключаются импульсы управления с одного тиристорного моста на другой вследствие неисправности ЛПУ или моста питания цепей ЛПУ					Проверить работоспособность ЛПУ и заменить неисправные транзисторы и диоды • в блоке. Определить и заменить неисправные диоды моста питания
Силовой выпрямитель работает нормально, однако скорость электропривода не соответствует заданной, большие токи якорной цепи		Неправильно работает возбудитель из-за отсутствия контактов в штепсельных разъемах, неисправности системы фазоимпульсного управления или блока питания					Проверить надежность контактов. Определить и устранить неисправности в системе фазоимпульсного управления или блоке питания
Не обеспечивается заданный диапазон регулирования скорости при работе с грузами массой меньше номинальной. Не достигаются предельные		Не отрегулированы двухтоковые реле, осуществляющие переключения в канале задания панели СУРВ для обеспечения режима постоянства мощности. Неправильно установлено					Отрегулировать двухтоковые реле в режимах подъема и спуска электропривода. Проверить цепи задания СУРВ. Отрегулировать значение минимального напряжения возбудителя
Неисправность			Причина						Порядок устранения
скорости подъема и спуска пустого крюка			значение минимального напряжения возбудителя
Электропривод работает нестабильно. Наблюдаются колебания скорости, напряжения и тока двигателя			Не отрегулированы регуляторы тока и скорости силового выпрямителя и регулятор тока возбуждения. Неисправны датчики тока и напряжения						Отрегулировать регуляторы. Проверить и устранить неисправности цепей датчиков
Неисправности, характерные для асинхронных электроприводов с низкочастотными преобразователями частоты
Двигатель гудит и работает нестабильно			Фазы трансформатора-синхронизатора не соответствуют фазам питающей сети. Напряжения фаз не отсимметри- рованы между собой						Подать правильно напряжение в узел синхронизации. Добиться симметрии напряжений фаз выходного напряжения
Реле скорости работают правильно, но выходные параметры преобразователя не соответствуют заданным			Плохие контакты в штепсельных разъемах системы управления. Неисправности в блоках каналов регулирования напряжения и частоты						Проверить контакты штепсельных разъемов. Определить и устранить неисправности в блоках
Электропривод не реверсируется при переводе рукоятки командоконтроллера из положения "Вверх'! в положение "Вниз" и обратно			Не включаются реле, управляющие реверсом привода. Неисправности ' в узле управляющих сигналов блока генератора						Проверить правильность включения реле. Найти и устранить неисправности в узле управляющих сигналов
Ток двигателя превосходит расчетный, шум двигателя увеличивается при снижении нагрузки			Выходное напряжение преобразователя не соответствует выходной частоте						Отрегулировать выходное напряжение в соответствии с выходной частотой
Неисправность	Причина					Порядок устранения
Не обеспечивается достаточная жесткость механических характеристик	Регулятор напряжения преобразователя не обеспечивает требуемую точность поддержания выходного напряжения					Отрегулировать регулятор напряжения
На частотах, близких к предельным, наблюдаются сбои в работе преобразователя	В преобразователе ТТС-40 не выдержаны длительности режимов выпрямления и инвертирования. Неправильно отрегулирован угол 3					Проверить работу узлов, формирующих длительности выпрямительного и инвер- торного режимов. Увеличить угол Р

5.Электроизмерительные приборы.

Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов:

амперметры — для измерения силы электрического тока;
вольтметры — для измерения электрического напряжения;
омметры — для измерения электрического сопротивления;
мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока;
магазины сопротивлений — для воспроизведения заданных сопротивлений;
ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока;
электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии
и множество других видов

Кроме этого существуют классификации по другим признакам:

по назначению — измерительные приборы, меры, измерительные преобразователи, измерительные установки и системы, вспомогательные устройства;
по способу представления результатов измерений — показывающие и регистрирующие ( в виде графика на бумаге или фотоплёнке, распечатки, либо в электронном виде);
по методу измерения — приборы непосредственной оценки и приборы сравнения;
по способу применения и по конструкции — щитовые (закрепляемые на щите или панели), переносные и стационарные;
по принципу действия:

электромеханические
магнитоэлектрические;
электромагнитные;
электродинамические;
электростатические;
ферродинамические;
индукционные;
магнитодинамические;

Литература.

Информация о работе Классификация тиристорных преобразователей частоты