Общие для всех заданий исходные данные

Тольяттинский политехнический институт

Кафедра «Промышленная электроника»

 

Курсовая работа по МАРЭС

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ С ТИРИСТОРНОЙ СХЕМОЙ ПИТАНИЯ

вариант 1114

 

Студент: Глушенков М.С.

Группа: Э-305

Преподаватель: Кудинов А.К.

Тольятти 1998 г.

Содержание

1. Описание объекта исследования

2. Исходные данные

3. Задание для курсовой работы

4. Составление математической модели

5. Методика расчета искомых параметров и характеристик

6. Алгоритм программы и программа расчета

7. Результаты расчета и вывод

Описание объекта исследования

Объектом исследования является электродинамический преобразователь энергии с тиристорной схемой питания, который может применяться в вибростендах, при виброакустическом просвечивании земной коры, в медицине и других отраслях техники.

 

Электродинамический преобразователь

 

Схематично электродинамический преобразователь изображен на рис.1. Он состоит из магнитопровода 1 с обмоткой подмагничивания 2 цилиндрической формы. В кольцевом воздушном зазоре магнитопровода помещается подвижная обмотка якоря 3, имеющая два вывода 4 для подключения к схеме питания. Обмотка подмагничивания 2 запитывается постоянным потоком и может быть заменена постоянным магнитом. Постоянный поток Ф₀, созданный этой обмоткой пронизывает воздушный зазор и помещенную в него обмотку якоря 3. Обмотка якоря 3 жестко связана с нагрузкой, состоящей в общем случае из массы m₁ , пружины жесткостью x и элемента вязкого трения с коэффициентом n

 

Схема питания преобразователя

 

Тиристорная схема питания преобразователя представлена на рис.2. Она состоит из источника питающего напряжения Е и двух тиристорных мостов – коммутирующего (на тиристорах VS1…VS4) и реверсивного (на тиристорах VS5…VS8). Задача схемы заключается в формировании в обмотке якоря преобразователя переменного тока заданной частоты. Частота может быть как фиксированной, так и изменяться по заданному закону. Коммутирующий мост обеспечивает формирование в заданные моменты времени фронтов и спадов импульсов тока, а реверсивный - чередующееся изменение направления импульсов тока в нагрузке.

Схема работает следующим образом.

В момент времени t₁ подаются отпирающие импульсы на управляющие выводы тиристоров VS1, VS4, VS5, VS8. Ток источника протекает по контуру Е-VS1-C-VS4-VS5-H-VS8. (Здесь Н – нагрузка). При этом формируется фронт импульса тока нагрузки (рис.3). В момент t₂ включается тиристор VS3, при этом VS4 выключается, т.к. к нему прикладывается напряжение конденсатора С в обратном направлении. Начиная с этого момента ток протекает по контуру Е-VS1-VS3-VS5-H-VS8. При этом формируется плоская часть импульса тока нагрузки (рис.3). В момент времени t₃ включается тиристор VS2, при этом VS1 выключается, т.к. к нему во встречном направлении прикладывается напряжение конденсатора С. Начиная с этого момента ток замыкается по контуру Е-VS2-C-VS3-VS5-H-VS8 и формируется спад импульса тока нагрузки. В момент времени t₅ ток становится равным нулю и тиристоры VS2, VS3, VS5, VS8 естественным образом выключаются. На этом заканчивается формирование положительной полуволны импульса тока. В момент времени t₆ вновь подаются отпирающие импульсы на тиристоры VS1, VS4 коммутирующего моста и другую пару тиристоров VS6, VS7 реверсивного моста. Последовательность включения тиристоров коммутирующего моста остается прежней и в нагрузке формируется аналогичный первому импульс тока, имеющий противоположное направление. Важно иметь в виду, что временные интервалы t₃…t₄ и t_5…t₆ не могут быть меньше определенной величины, определяемой свойствами тиристоров. Алгоритм управления тиристорами и пояснение работы схемы представлено на рис 3.

Алгоритм управления тиристорами.

 

Рис 3

 

Исходные данные

Общие для всех заданий исходные данные

 

Индукция магнитного поля в зазоре ................... В₀=0,93Тл

Средний диаметр обмотки якоря.......................... D=0,3 м

Число витков обмотки якоря................................. W=56

Активное сопротивление обмотки якоря.............. R_a=0,05Ом

Емкость конденсатора коммутирующего моста.. С=53,5мкФ

Пороговое напряжение тиристоров...................... U_пор=1,41В

Динамическое сопротивление тиристоров .......... R_дин=0,98мОм

Время выключения тиристоров............................ t_выкл=50мкс

Минимальная частота опорного сигнала............. f_мин=40Гц

Жесткость пружины нагрузки............................... x=4,35×10⁷Н/м

Коэффициент вязкого трения нагрузки ............... n=236000Н×с/м

2.2 Индивидуальное задание (вариант 1114)

ЭДС источника питания........................................ Е=10В

Индуктивность обмотки якоря.............................. L_a=1,3мГн

Масса нагрузки...................................................... m₁=56,75кг