Откуда находим значение сопротивления вспомогательного заземления:
Rв £ 470 Ом, при котором защитное отключение будет срабатывать, если напряжение прикосновения достигнет 60 В.
Таким образом, если при прикосновении человека к корпусу оборудования или фазе сети напряжение прикосновения (или ток через человека) превысит длительно допустимое значение, то возникает реальная угроза поражения человека током, и мерой защиты в этом случае может быть лишь быстрый разрыв цепи тока через человека, т. е. отключение соответствующего участка сети.
Для выполнения этой задачи в качестве реле в схеме защитного отключения выбираем однофазное реле переменного тока с тиристорным выходом 5П19.01-ТС-1-4 с параметрами:
– Коммутируемое напряжение (ср. кв. значение), В –140;
– Коммутируемое напряжение (пик. значение), В – 400;
– Коммутируемый ток, А – 1,0;
– Ударный ток, А – 15.
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ СПП ИМИТАТОРА ВТ
4.1 Построение семейства внешних характеристик СПП
В процессе проектирования СПП автоматизированного электропривода имитатора необходимо провести его моделирование. Для моделирования рассчитанной схемы будем использовать программу схемотехнического проектирования MICROCAP 7.1 (рис. 4.2). Результаты моделирования представлены на рисунках 4.4, 4.5, 4.6, 4.7.
При моделировании силовых полупроводниковых вентилей (тиристоров) будем использовать их макромодели. Нагрузкой трехфазного мостового выпрямителя является якорная цепь двигателя постоянного тока, поэтому такая работа выпрямителя называется работой на противо-ЭДС. В данном случае, якорная цепь двигателя постоянного тока содержит в схеме замещения не только RL-элементы якорной обмотки, но и нелинейный зависимый источник напряжения NFV, который описывается функциональной зависимостью:
(4.1)
Задачей моделирования является рассмотрение влияния значения индуктивности в цепи нагрузки Ld на внешнюю характеристику выпрямителя. Внешней характеристикой называется зависимость выпрямленного напряжения от среднего значения тока нагрузки, т. е. Ud = f(Id) при α = const. Внешняя характеристика определяется внутренним сопротивлением выпрямителя, которое приводит к снижению выпрямленного напряжения с ростом нагрузки. Снижение напряжения обусловлено активным сопротивлением схемы ∆UR, падением напряжения в тиристорах ∆UVS и индуктивным сопротивлением ∆Uх, которое проявляется при процессах коммутации:
(4.2)
где
(4.3)
Согласно (4.2) выходное напряжение выпрямителя снижается по мере увеличения тока нагрузки Id за счет внутреннего падения напряжения.
Графики результирующих внешних характеристик выпрямителя, нагруженного на противо-ЭДС, приведены на рис. 4.1. Показателен крутой спад характеристик в области прерывистого выпрямленного тока. Это обусловлено резкой зависимостью длительности протекания тока λ от изменения противо-ЭДС и ограничением величины импульса тока реактансами Ха и Хd. В режиме непрерывного тока это ограничение определяется процессом коммутации, в котором участвует только реактанс Ха.
Рисунок 4.1 – Семейство внешних характеристик
При конечном значении индуктивности в цепи нагрузки может возникнуть режим прерывистого выпрямленного тока. В этом режиме ток проводящего вентиля спадает до нуля раньше, чем импульс управления поступает на следующий вентиль и в выпрямленном токе образуется нулевая пауза. Прерывистый выпрямленный ток приводит к искажению всех основных характеристик выпрямителя и, как правило, является нежелательным. Для сокращения области его существования необходимо увеличить постоянную времени нагрузки за счет роста индуктивности фильтра Ld.
Следует отметить, что интервалы прерывистых токов в управляемых выпрямителях большой мощности при двигательной нагрузке характеризуются малыми величинами среднего значения выпрямленного тока (проценты или доли процента номинального значения).
Рисунок 4.2 – Модель СПП имитатора ВТ
После того, как построена принципиальная схема СПП в программе МС7, переходим к расчету характеристик, выбирая в меню Analysis вид анализа Transient (Alt+1) – расчет переходных процессов (рис. 4.3). Для построения внешних характеристик необходимо снять графики переходных процессов выпрямленного напряжения Ud и тока Id, изменяя значение протово-ЭДС (рис. 4.4).
Рисунок 4.3 – Окно задания параметров для анализа переходных процессов
Рисунок 4.4 – Графики переходных процессов Ud и Id
Для построения семейства внешних характеристик при определенных углах управления α необходимо в окне параметров источников V1, V2, V3 (рис. 4.2) изменять значение начальной фазы РН.
Рисунок 4.5 – Диаграммы сетевого напряжения V1, V2, V3 при α = 0
Рисунок 4.6 – Диаграммы сдвоенных управляющих импульсов
Результаты моделирования СПП представляем в виде таблице.
Таблица 4.1 – Зависимость Ud = f(Id)
|
α, град. |
Id, А |
Ud, В |
α, град. |
Id, А |
Ud, В |
|
21о |
0 |
255 |
60 о |
0,4 |
255,18 |
|
6,55 |
252,43 |
1,92 |
241,83 |
||
|
8,5 |
251,71 |
3,46 |
233,58 |
||
|
9,82 |
251,25 |
5,39 |
225,85 |
||
|
16,44 |
248,84 |
8 |
218,13 |
||
|
23,14 |
246,64 |
14,72 |
215,98 |
||
|
29,92 |
244,51 |
28,13 |
211,4 |
||
|
36,75 |
242,41 |
34,85 |
209,36 |
||
|
30 о |
1 |
256 |
75 о |
0,0278 |
250 |
|
3,36 |
253,78 |
0,69 |
230,55 |
||
|
6,65 |
252,6 |
1,44 |
220,66 |
||
|
9,98 |
251,42 |
2,5 |
212,22 |
||
|
16,72 |
249,27 |
5,47 |
195,9 |
||
|
23,5 |
247,11 |
7,39 |
187,8 |
||
|
30,3 |
244,97 |
9,6 |
180,6 |
||
|
37,125 |
242,86 |
13,4 |
175,93 |
||
|
45 о |
|
|
90 о |
0,0254 |
220 |
|
1,13 |
256,33 |
0,434 |
200 |
||
|
2 |
252,25 |
0,9 |
190,57 |
||
|
4,96 |
245,15 |
2,5 |
172 |
||
|
11,65 |
242,94 |
3,62 |
163,32 |
||
|
18,36 |
240,72 |
5 |
154,9 |
||
|
25 |
238,47 |
8,8 |
139,4 |
||
|
31,82 |
236,29 |
10,5 |
131,55 |
||
|
38,56 |
234,15 |
11 |
129,6 |
||
|
|
|
12,4 |
125 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
