19
UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA FACULTATAE DE INGINERIE ELECTRICA Convertoare Statice - PROIECT- Profesor coordonator: Studenti: S.l.dr.ing. Mihaita Linca Margulescu Alexandra Popescu Andreea

Convertoare statice ppt

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Convertoare statice

Citation preview

Page 1: Convertoare statice ppt

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA FACULTATAE DE INGINERIE ELECTRICA

Convertoare Statice -PROIECT-Profesor coordonator:

Studenti: S.l.dr.ing. Mihaita Linca Margulescu Alexandra Popescu Andreea

Page 2: Convertoare statice ppt

Tema de proiect

Sa se proiecteze schema de forta a unui redresor trifazat complet comandat in punte avand urmatoarele date:

i=11/ 12 a) tensiune nominala: UN=550-3*i

b) curentul nominal: IN=100+3*i

c) curentul de suprasarcina: IM=1,5*IN

d) frecventa de aplicare asupra sarcinii: fs =0,1 Hz

e) timpul de aplicare asupra sarcinii:

f) curentul de mers in gol: I0=5%*IN

g) pulsatiile admise pentru curentul de suprasarcina: Δ I = 10% IN

h) Pulsatiile admise pentru tensiunea de suprasarcina: ΔU=10%*UN

i) temperatura mediului ambiant: Ѳa=40°c

Page 3: Convertoare statice ppt

Cuprins:

I. Notiuni teoretice 1.1. Schema de principiu 1.2. Marimi caracteristiceII. Alegerea si verificarea elementelor semiconductoare 2.1. Alegerea elementelor semiconductoare de putere 2.2. Pierderile in tiristoare 2.3. Verificarea la incalzire in regim stationar si in regim intermitentIII.Protectia elementelor semiconductoare de putere 3.1. Protectia la supratensiuni interne 3.2. Protectia la supratensiuni externe 3.3. Protectia la scurtcircuit Bibliografie

Page 4: Convertoare statice ppt

Notiuni teoretice

Convertoarele statice sunt echipamente a caror parte de forta contine elemente semiconductoare de putere. Redresorul este un convertor static ce serveste transformarii curentului alternativ in curent continuu , prin comanda putand fi reglata tensiunea medie redresata. Redresoarele comandate isi gasesc o larga aplicabilitate, cel mai important domeniu fiind al actionarilor electrice cu motoare de c.c. .

Principiul de functionare:

Principiul prin care redresoarele comandate permit comanda tensiunii medii transmisa sarcinii consta in comanda fiecarui tiristor cu o intarziere reglabila,intarziere numita unghi de comanda.

Redresor cu tiristoare

Page 5: Convertoare statice ppt

1.1. Schema de principiu

Page 6: Convertoare statice ppt

1.2.Marimi caracteristice

Pentru evidentierea marimilor caracteristice ce caracterizeaza un redresor comandat s-au avut in vedere schemele de baza si s-au facut urmatoarele ipoteze :

S-a neglijat comutatia , considerandu-se tiristoarele elemente ideale S-a considerat ca sarcina un motor de c.c. care asigura un curent Id constant Tensiunea redresata este periodica si are perioada π/3 Curentul printr-un tristor este periodic , dreptunghiular , de perioada 2π

Page 7: Convertoare statice ppt

Marimile ce caracterizeaza functionarea redresorului trifazat in punte si intervin in calculele de proiectare se refera la valori ale curentilor , tensiunii redresate si puterii transformatorului . Acestea sunt :

Tensiunea medie redresata la mers in gol si α=0 :

Valoarea medie a curentului prin tiristor :

Valoarea efectiva a curentului in secundarul transformatorului :

Page 8: Convertoare statice ppt

Valoarea efectiva a fundamentalei curentului:

Puterea aparenta in secundarul transformatorului:

Puterea aparenta pe fundamentala:

Puterea activa in secundarul transformatorului:

Page 9: Convertoare statice ppt

II. ALEGEREA SI VERIFICAREA ELEMENTELOR SEMICONDUCTOARE 2.1. Alegerea

S-au parcurs urmatoarele etape :1. S-a ales tipul elementului SC, tinand seama de

convertorul in care va lucra , performantele impuse convertorului si de elemente de ordin economic.

2. S-au ales datele de catalog ale elementului ales anterior , astfel incat sa fie satisfacute urmatoarele conditii:

Itav cat ≥ Ksi Itav N

VDRM ,V RRM ≥ Ksu Ub

In functie de valoarea lui ITav cat , respectiv a lui VDRM , din catalogul de tiristoare s-a ales tiristorul de tip T200N1000 / T200N800.

Page 10: Convertoare statice ppt

2.2. Calculul pierderilor in tiristoare

Functionand ca si elemente reale , pe durata unui ciclu complet de functionare , in elementele semiconductoare de putere apar pierderi.

Pentru tiristoarele analizate pierderile prin acestea s-au determinat grafic , in functie de valoarea curentului Itav.

Page 11: Convertoare statice ppt

2.3. Verificarea la incalzire

Dupa alegere , elementele semiconductoare trebuie verificate la o serie de conditii impuse de aplicatia concreta in care se va lucra. Comuna tutror aplicatiilor este verificarea la incalzire ,ce se realizeaza atat in regim stationar ,cat si in regim tranzitoriu.

Aceasta are drept scop asigurarea ca in conditii concrete de mediu si de ventilatie in care lucreaza elementul , nu se depaseste valoarea maxim admisibila a temperaturii jonctiunii.

Tj adm = 125 BC

Page 12: Convertoare statice ppt

Intrucat elementele semiconductoare se monteaza pe un radiator , in functie de tipul capsulei corespunzatoare celor doua tiristoare (E 50) , pentru acestea s-a ales radiatorul R150E50.

Page 13: Convertoare statice ppt

In urma calculelor , a reiesit faptul ca atat in regim stationar, cat si in regim tranzitoriu , temperatura jonctiunii (Tj) este inferioara temperaturii admisibile (T j adm) , ceea ce inseamna ca radiatorul a fost ales corect .

Page 14: Convertoare statice ppt

III. Protectiile elementelor semiconductoare

3.1. Protectia la supratensiuni interne

Protectia se realizeaza cu grupuri serie rezistenta condensator,conectate in paralel pe element.

In urma calculelor efectuate pentru dimensionarea rezistentei si a condensatorului ce vor fi montate in vederea protectiei, a reiesit o valoare conform STAS a rezistentei: R=47,5Ω ,iar a condensatorului: C=1,5µF.

Page 15: Convertoare statice ppt

3.2. Protectia la supratensiuni externe

Convertoarele statice conectate

la reteaua de curent alternativ

trebuie protejate impotriva

supratensiunilor externe, cauzate de

decuplarea de la retea a

transformatoarelor de alimentare

precum si de descarcarile electrice.

Protectia se realizeaza cu

ajutorul grupurilor serie R1-C1,

conectate in paralel in secundarul

transformatorului de alimentare.

Page 16: Convertoare statice ppt

In vederea dimensionarii capacitatii C1 , respectiv a rezistentei R1 s-au parcurs mai multe etape ,in urma carora a reiesit , conform STAS , o valoare de 18 Ω pentru R1 ,respectiv o valoare de 10 μF pentru C1.

Page 17: Convertoare statice ppt

3.3. Protectia la scurtcircuit

Elementele semiconductoare au inertia termica redusa si implicit au capacitate de suprasarcina redusa. In consecinta se folosesc in vederea protectiei ,sigurante ultrarapide.

Alegerea acestora se face pe baza valorilor efective ale curentului si tensiunii. Astfel trebuie satisfacute relatiile:

Dupa alegere ,sigurantele ultrarapide trebuiesc verificate in functie de conditiile concrete ale circuitului pe care trebuie sa-l protejeze. Este necesar sa se verifice indeplinirea a trei conditii:

Page 18: Convertoare statice ppt

Concluzii In urma realizarii acestui proiect am dobandit

numeroase cunostinte in ceea ce priveste convertoarele statice , prin proiectarea redresorului trifazat in punte imbunatatindu-ne tehnica de calcul de proiectare.

Cat despre redresorul a carui proiectare am imaginat-o , acesta va avea o lunga perioada de functionare, intrucat elementele semiconductoare cu care este prevazut au fost alese corect , conform STAS , conditiile impuse in calculele de proiectare fiind indeplinite in totalitate.

Page 19: Convertoare statice ppt

Bibliografie1.Notite de curs-Convertoare statice

semestru I;2. Convertoare statice- Al. Bitoleanu, M.

Popescu;3.Componente electrice pasive- Radu

Ovidiu;4.Kondensatoren fur die Energie-Electronk

Datenbuch 1979/1980;5.Catalog de tiristoare.