2.3 Расчет и выбор коммутационной аппаратуры

Необходимо выбрать контакторы К1 и К2, а также кнопки SB1, SB2 и SB3. Контакторы выбираем исходя из того, что силовые контакты должны выдерживать как минимум номинальный ток двигателя, а катушка управления должна быть рассчитана на переменный ток. В итоге выбираем контакторы типа ПМЛ  40 – 2А силовыми контактами, рассчитанными на напряжение 380В, ток 40А катушка управления, рассчитанная на 220В с потребляемым током 0,5А. В качестве кнопок выбираем кнопки, имеющие размыкающие и замыкающие контакты, типа КП201, эти кнопки рассчитаны на напряжение 380В, ток через контакторную группу 1А.

2.4 Расчет и выбор элементов защиты спп

В качестве защиты от перенапряжений используются согласно рисунка 1 R-C цепочки, включаемые параллельно тиристору.

Рассчитываем емкость конденсаторов С1-С6, предназначенных для защиты тиристоров:

(2.16)

где I_{об max} - максимальный обратный ток тиристора, А;

I_{пp max} - максимальный ток через тиристор в прямом направлении, А;

U_{oб max} = U_max - максимальное обратное напряжение, прикладываемое к тиристору в схеме, В.

Вычислим ёмкость конденсатора:

пФ

Учитывая, что к конденсатору прикладывается напряжение, равное напряжению на тиристорах, конденсатор также должен иметь 14 класс по напряжению.

Окончательно выбираем конденсаторы С1-С6 типа КТ8-21-750пФ-1200В, с номинальной емкостью 750 пФ, номинальным напряжением 1200 В [3]

Определяем сопротивление резисторов R1-R6:

(2.17)

Определяем мощность резисторов R1-R6:

Вт (2.18)

Выбираем резисторы R1-R6 МЛТ-3,0-270 кОм±5%, мощностью 3 Вт, сопротивлением 270 кОм, классом точности 5% [3].

3 Проектирование функциональной схемы сифу

На основании общих сведений о СИФУ, предполагаем использовать в нашем выпрямителе синхронную СИФУ вертикального типа, такие СИФУ нашли наиболее широкое применение. Данная СИФУ имеет изменяющееся опорное напряжение, строго синхронизированное с сетевым напряжением, сравниваемое с постоянным напряжением управления. Реализованная таким образом структурная схема СИФУ приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1. Функциональная схема СИФУ выпрямителя.

На данной функциональной схеме приняты следующие обозначения:

- УС — устройство синхронизации;

- ГОН - генератор опорного напряжения;

- НО - нуль-орган (компаратор);

- ФДИ - формирователь длительности импульсов;

- РИ - распределитель импульсов;

- ВФ - выходной формирователь;

- U_y1-3 - напряжение разрешения подачи импульсов на вентили:

- U_СИН - напряжение синхронизации;

- U_ОП - опорное напряжение;

- U_СМ - напряжение смещения;

- U_Y - напряжение управления;

- U_НО - выходное напряжение нуль-органа;

- U_ФДИ - выходное напряжение ФДИ;

• U_ОТКР-последовательность открывающих импульсов.

Опишем принцип работы такой схемы и назначение каждого из ее блоков.

Устройство синхронизации УС обеспечивает связь с сетью и согласование напряжений, а также их фильтрацию, т.е. получение из напряжения, питающего выпрямитель неискаженного синусоидального напряжения, потенциально развязанного с сетью с соответствующей амплитудой и фазой. Помимо этого УС формирует последовательность импульсов U_СИН которые строго синхронизированы с моментами естественного открывания тиристоров, а также последовательность импульсов U_y1-3, которые определяют порядок подачи открывающих импульсов на соответствующие тиристоры. Поскольку в трехфазной мостовой схеме моменты естественного открывания вентилей сдвинуты на /6 относительно момента перехода соответствующей фазной синусоиды через ноль, то УС должно обеспечивать смещение соответствующей фазной синусоиды на этот угол, т.е. получение напряжений U'_a, U'_b и U'_c- пороговые элементы УС в соответствии с полученными напряжениями U'_a, U'_b и U'_c формируют напряжения U_y1, U_y2 и U_y3, определяющие моменты разрешения включения соответствующих тиристоров. В момент перехода напряжений U_y1, U_y2 и U_y3 через ноль, сравнивающее устройство УС формирует короткий импульс, последовательность этих импульсов и будет являться строго синхронизированной с моментами естественного открывания вентилей.

Формирование опорного напряжения (пилообразного) U_oп осуществляется генератором опорного напряжения ГОН, возврат которого в исходное состояние происходит в момент подачи синхроимпульса от УС.

Сумматор осуществляет алгебраическое суммирование сигналов опорного напряжения U_ОП, напряжения управления U_Y и напряжения смещения U_cm. Напряжение смещения u_cm необходимо для того, чтобы поставить в соответствие увеличению напряжения управления увеличение выходной ЭДС выпрямителя, величина U_СМ выбирается таким образом, чтобы при напряжении управления равном нулю, угол открывания тиристоров  был равен начальному углу открывания _нач, при котором обеспечивается работа выпрямителя в зоне непрерывного тока. Для трехфазного мостового полууправляемого выпрямителя начальный угол открывания равен 180°. В момент прохождения этого суммарного напряжения через ноль нуль-орган НО изменяет свое состояние на противоположное (с 0 на 1 или наоборот), выдавая последовательность импульсов U_НО. При этом формирователь длительности импульсов ФДИ формирует управляющий импульс по длительности достаточной для надежного открытия тиристора, и имеет на выходе последовательность импульсов U_ФДИ.

Импульсы с ФДИ поступают на распределитель импульсов РИ, который в зависимости от разрешающих импульсов U_Y1-3 подает импульс, сформированный по длительности на тот или иной выходной формирователь ВФ, отвечающий за открытие того или иного тиристора. Выходной формирователь ВФ осуществляет формирование открывающего импульса по амплитуде и мощности