В. Е. Волков
СУДОВАЯ СИЛОВАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы
для студентов специальности
25.06.07. «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»
Калининград
Издательство ФГБОУ ВО «КГТУ»
УДК 621.311.001.63
Рецензент
к.т.н. доцент кафедры электрооборудования судов и электроэнергетики ФГБОУ ВО «КГТУ» Л. Д. Шабалин
Волков, В. Е.
Судовая силовая преобразовательная техника: учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы / В. Е. Волков. – Калининград. Издательство ФГБОУ ВО «КГТУ», 2015. – 36 с.
В учебно-методическом пособии по курсовой работе представлены задания и его варианты, предусматривающие расчет и выбор элементов силовой части, аппаратов и элементов защиты, регулировочной и внешней характеристик управляемого трехфазного мостового выпрямителя и методические указания по его выполнению.
Методические материалы предназначены для студентов, обучающихся по специальности 26.05.07. «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»
Рис. 6, табл. 6, список лит. – 18 наименований.
Учебно-методическое пособие рассмотрено и одобрено на заседании кафедры электрооборудования судов и электроэнергетики ФГБОУ ВО «КГТУ» 23 ноября 2015 г., протокол № 4.
Учебно-методическое пособие рассмотрено и одобрено на заседании секции методической комиссии факультета судостроения и энергетики ФГБОУ ВО «КГТУ» 30 ноября 2015 г., протокол № 100.
УДК 621.311.11.001.63
| © Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калининградский государственный технический университет», 2016 г. © Волков В. Е., 2016 г. |
| Введение................................................................................................................. | |
| 1 Структура пояснительной записки курсовой работы................................. | |
| 2 Требования к содержанию структурных элементов курсовой работы........ | |
| 3 Методические указания по выполнению курсовой работы........................... | |
| 3.1 Расчет и выбор элементов силовой части выпрямителя....................... | |
| 3.1.1 Расчет и выбор силового трансформатора..................................... | |
| 3.1.2 Расчет и выбор тиристоров.............................................................. | |
| 3.1.3 Расчет и выбор сглаживающего реактора................................... | |
| 3.1.4 Расчет индуктивности уравнительного реактора.......................... | |
| 3.2 Расчет и выбор аппаратов и элементов защиты выпрямителя.............. | |
| 3.2.1 Расчет и выбор автоматических выключателей........................... | |
| 3.2.2 Выбор быстродействующих предохранителей............................. | |
| 3.2.3 Выбор элементов защиты тиристоров от перенапряжений.......... | |
| 3.3 Расчет характеристик выпрямителя.......................................................... | |
| 3.3.1 Расчёт регулировочной характеристики...................................... | |
| 3.3.2 Расчет внешней характеристики.................................................... | |
| 4 Пример расчета и выбора элементов силовой части выпрямителя............. | |
| 4.1 Расчет и выбор силового трансформатора................................................ | |
| 4.2 Расчет и выбор силовых тиристоров.......................................................... | |
| 4.3 Расчет индуктивности сглаживающего реактора..................................... | |
| 4.4 Расчет индуктивности уравнительного реактора..................................... | |
| 4.5 Расчет и выбор аппаратов и элементов защиты выпрямителя................ | |
| 4.5.1 Расчет и выбор автоматических выключателей............................ | |
| 4.5.2 Выбор быстродействующих предохранителей.............................. | |
| 4.5.3 Выбор элементов защиты тиристоров от перенапряжений.......... | |
| 4.6 Расчет характеристик выпрямителя........................................................... | |
| 4.6.1 Расчет регулировочной характеристики........................................ | |
| 4.6.2 Расчет внешней характеристики..................................................... | |
| Список использованных источников................................................................... | |
| Приложения............................................................................................................ | |
| Приложение 1. Бланк титульного листа на курсовую работу.......................... | |
| Приложение 2 Бланк задания на курсовую работу........................................... | |
| Приложение 3 Таблица вариантов заданий на курсовую работу.................... | |
| Приложение 4 Технические данные трансформаторов средней мощности.... | |
| Приложение 5 Технические данные сглаживающих реакторов...................... |
ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа является итоговым этапом освоения студентами дисциплины «Судовая силовая преобразовательная техника» и имеет следующие цели: закрепление теоретических и практических знаний; приобретение опыта применения полученных знаний для решения технических задач; развитие навыков ведения самостоятельной работы, изучения необходимой литературы, работы с каталогами, нормами технологического проектирования, правилами устройств судовых преобразовательных установок, ГОСТ и другими источниками.
Выполнение курсовой работы позволит студентам иметь более глубокие представления о силовой преобразовательной технике, получить навыки решения основных вопросов расчёта и проектирования преобразователей для судовых электроприводов постоянного тока. В курсовой работе студенты разрабатывают ряд основных вопросов по силовой схеме преобразователя, при этом решаются задачи по расчету и выбору силового трансформатора, сглаживающего дросселя и уравнительного реактора, рассчитываются основные характеристики преобразователя, выбираются элементы защиты от коротких замыканий.
В процессе выполнения курсовой работы студенты должны широко использовать учебную и справочную литературу по судовому электрооборудованию. Это позволит им сформировать ряд общекультурных и профессиональных компетенций (или их элементов), предусмотренных ФГОС ВО.
Пособие предназначено для выполнения курсовой работы на тему: «Расчет и выбор элементов трехфазной управляемой мостовой схемы выпрямления».
В последние годы на рыбопромысловых и транспортных судах, плавучих буровых установках и паромах для управления судовыми механизмами и системами широкое применение получили полупроводниковые преобра-зователи электрической энергии.
В настоящее время практически все электроэнергетические системы судов (СЭЭС) проектируются на переменном токе. Однако в то же время
имеется ряд потребителей электрической энергии, питание которых необходимо осуществлять от источника постоянного тока. К ним относятся системы возбуждения электрических машин, зарядки аккумуляторов, катодной защиты судна, сварочные агрегаты, а также электроприводы (траловые и буксирные лебедки, грузоподъемные механизмы и др.), в которых требуется плавное регулирование частоты вращения в широком диапазоне.
Применение на судах силовой преобразовательной техники позволил существенно улучшить технико-экономические показатели электроприводов, механизмов и систем. В то же время их работа в условиях соизмеримости мощностей СЭЭС и потребителей электроэнергии имеет ряд специфических особенностей. Во-первых, при глубоком регулировании выпрямленного напряжения происходит значительное уменьшение коэффициента мощности установки. Во-вторых, в зависимости от схемы выпрямления при работе преобразовательных устройств из сети потребляется несинусоидальный переменный ток.
Вследствие этого, при соизмеримости мощностей судовой сети и преобразователей происходит искажение напряжения на шинах главного распределительного щита (ГРЩ), а при увеличении углов регулирования увеличивается потребляемая из сети реактивная мощность. Кроме того, при коммутации вентилей происходит скачкообразное изменение напряжения, что отрицательно сказывается на работе электроэнергетической системы в целом. Согласно Правилам морского Регистра РФ коэффициент несинусоидальности напряжения судовой сети во второй зоне электромагнитной совместимости не должен превышать 10%.
Дальнейшее развитие и применение на судах силовой полупровод-никовой техники требует более глубокого изучения процессов, происходящих в преобразователях электрической энергии во взаимодействии со всей электро-энергетической системой. Особое внимание следует уделять вопросам проектирования трехфазных управляемых мостовых выпрямителей.
Для защиты курсовой работы студент представляет пояснительную записку и принципиальную электрическую схему силовой части вентильного преобразователя, выполненные в соответствии с требованиями ГОСТ. Ориентировочный объем пояснительной записки (без приложений) 20-25 с., графического материала – 1 лист.
.
1 СТРУКТУРА ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ:
-титульный лист;
- задание на курсовой проект;
- реферат;
- содержание;
- нормативные ссылки;
- определения;
- обозначения и сокращения;
- введение;
- основная часть;
- заключение;
- список использованных источников;
- приложения.
ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Титульный лист (приложение 1)
Задание на курсовую работу
На основе исходных данных, определяемых вариантом курсовой работы (приложения 2, 3), осуществить:
- расчет и выбор элементов силовой части преобразователя;
- рассчитать и построить регулировочную и внешнюю характеристики преобразователя;
- разработать принципиальную электрическую схему преобразователя.
Реферат
Реферат должен содержать: сведения об объеме курсовой работы, количестве иллюстраций, таблиц, приложений, частей работы, а также использованных источников;
Курсовая работа содержит: _ листов, _ иллюстраций, _ таблиц, _ разделов основной части, _ использованных источников;
- перечень ключевых слов (от 5 до 15);
- текст реферата: объект проектирования, краткая информация о содержании курсовой работы, результаты.
Объем - одна страница.
Содержание
Содержание включает введение, наименование всех разделов с указанием номеров страниц, с которых начинаются эти элементы курсовой работы.
Нормативные ссылки
В структурном элементе приведен перечень стандартов, на которые в тексте дана ссылка.
Определения
Структурный элемент содержит определения, необходимые для уточнения или установления терминов, используемых в курсовой работе.
Обозначения и сокращения
В структурный элемент входит перечень обозначений и сокращений в данной курсовой работе.
Введение
Введение должно содержать оценку современного состояния решаемой технической разработки, основание и исходные данные, обоснование необходимости выполнения курсовой работы.
Примечание: после выполнения курсовой работы рекомендуется уточнить введение. Объем – 1 с.
Основная часть
Основная часть курсовой работы должна содержать
- расчет и выбор силового трансформатора, тиристоров, сглаживающего и уравнительного реакторов, коммутационно-защитной аппаратуры, а также расчет регулировочной и внешней характеристик преобразователя;
- полную принципиальную электрическую схему силовой части преобразователя с подробным описанием ее работы и назначения всех элементов.
Исходными данными к выполнению курсовой работы являются:
- параметры судовой сети (напряжение и частота, число фаз);
- силовая схема вентильного преобразователя;
– параметры двигателя постоянного тока.
Заключение
Заключение должно содержать краткие выводы по результатам выполненной курсовой работы или отдельных ее этапов, оценку научно-технического уровня курсовой работы.
