Преобразователь частоты ПСЧ-100

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПВО

МЕТОДИЧКА

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ПСЧ-100

Групповое занятие № 4. Преобразователь частоты ПСЧ-100

Учебные и воспитательные цели

1. Изучить назначение, технические характеристики и состав ПСЧ-100.

2. Изучить взаимодействие элементов ПСЧ-100 по принципиальной схеме.

В результате занятия курсанты должны:

ЗНАТЬ: назначение, состав, основные технические характеристики преобразователя

УМЕТЬ: пояснить взаимодействие элементов преобразователя по принципиальной схеме.

ВРЕМЯ: 2 часа. МЕСТО: Класс, УПК.

Наглядные пособия и ТСО: Слайды по теме, "Лектор-2000".

Учебные вопросы и расчет времени

Методические рекомендации:

1.Общие организационно-методические указания

Занятие проводится в форме рассказа с показом на материальной части в составе учебной группы. Обязательным для курсантов является выполнение требований уставов ВС РФ и конспектирование материала в тетрадях. Темп и методика изложения должны обеспечивать усвоение материала курсантами.

2.Методические указания по вводной части.

Принять рапорт дежурного по учебной группе. Проверить наличие курсантов, их внешний вид, готовность к занятию, порядок в классе. При необходимости дать указания дежурному или заместителю командира взвода.

Объявить тему, учебные вопросы занятия и порядок его проведения. Объявить курсантам литературу, необходимую для самостоятельного изучения вопросов занятия, нацелить их на прочное усвоение материала.

3.Методика проверки подготовки курсантов к занятию.

Подготовка курсантов к занятию проверяется путем постановки следующих контрольных вопросов:

1.Назначение, технические характеристики , состав генератора ГСМЧ-60.

2.Взаимодействие элементов генератора по принципиальной схеме.

4.Методические рекомендации по отработке учебных вопросов.

4.1.Назначение, технические характеристики, состав преобразователя частоты ПСЧ-100.

Рассмотреть назначение, состав, технические характеристики преобразователя частоты ПСЧ-100. При рассмотрении вопроса использовать альбом схем.

4.2.Взаимодействие элементов преобразователя частоты по принципиальной схеме.

Рассмотреть взаимодействие элементов преобразователя частоты по принципиальной схеме. При рассмотрении вопроса использовать альбом схем.

5.Методические указания по заключительной части.

Подвести итоги занятия, выставить оценки курсантам, дать указания на самоподготовку. Объявить конец занятия.

Учебные вопросы

Назначение, технические характеристики, состав преобразователя частоты ПСЧ-100.

Преобразователь частоты предназначен для преобразования трехфазного электрического тока частотой 50 Гц в трехфазный электрический ток частотой 400 Гц.

Преобразователь представляет собой однокорпусный агрегат, состоящий из трехфазного синхронного генератора индукторного типа и трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, находящихся на одном валу.

Исполнение преобразователей горизонтальное защищенное с самовентиляцией.

В условных обозначениях преобразователей ПСЧ-15, 30, 50 и 100 буквы означают : П - преобразователь, С - синхронный, Ч -частоты, а цифры указывают мощность в киловаттах.

Преобразователи могут изготовляться в трех исполнениях.

ПСЧ - на селеновых выпрямителях;

ПСЧ - К- на кремниевых выпрямителях;

ПСЧ - С- на кремниевых выпрямителях, специального исполнения.

Направление вращения правое, если смотреть со стороны генератора.

Технические данные

Параметры двигатель генератор

Мощность кВт ....... 115 100

Коэффициент мощности... 0,86 0,85

Напряжение, В....... 380/220 230

Ток, А ........ 220/382 296

Скорость вращения, об/мин 2940

Частота, Гц..... 50 400

К. п. д. агрегата, %..... 80

Масса, кг..... 1500

Преобразователь рассчитан на работу в течении 5000 ч (с использованием индивидуального комплекта запасных частей) на протяжении 5,5 лет со дня отгрузки с завода-изготовителя в следующих условиях:

- при высоте над уровнем моря до 1000 м; допускается эксплуатация преобразователя на высоте над уровнем моря до 3000 м, при этом допустимая температура окружающей среды уменьшается на 1С на каждые 200 м сверх 1000 м;

- при температуре окружающей среды от - 50 до +55С; преобразователь может находиться при температуре окружающей среды от -55до +65С, после чего он должен оставаться пригодным для нормальной работы.

- при запыленности воздуха минеральными частицами до 0,5 г/м ³;

- при относительной влажности до 98% при температуре + 25С и до 70% при температуре +55С;

- при крене и дифференте до 10.

разрешается перевозка железнодорожным, автомобильным, воздушным и водным транспортом со скоростью, допустимой для каждого вида транспорта; наибольшие ускорения при перевозках не более 7g.

Преобразователь с индексом "С" имеет гарантийный срок службы 10000 ч. в течении 10 лет и предназначен для работы в условиях повышенной влажности и температуры, при воздействии ударных нагрузок многократного действия с ускорением до 15g и длительности импульса 5-10 мс.

Преобразователь выдерживает:

- ударный ток внезапного короткого замыкания;

- установившееся трехфазное короткое замыкание в течение 5 с.

Преобразователь допускает несимметрическую нагрузку, при которой ток в фазах не превышает номинального значения, а разность токов в фазах не превышает 25% номинального тока. Асимметрия напряжения при этом не должна превышать 20%. Асимметрия линейных напряжений генератора при любой симметрической нагрузке не превышает 1+ 0,1%.

Асимметрия определяется как отношение разности крайних значений линейных напряжений к среднеарифметическому значению линейных напряжений между всеми фазами, выраженному в процентах.

При изменении напряжения питающей сети в пределах 10% U_н и частоты тока питающей сети в пределах 1,5% номинальной установившееся значение выходной частоты при номинальной нагрузке должно находиться в пределах 375-405 Гц для преобразователей мощностью 30 кВт включительно и 380-405 Гц для преобразователей мощностью свыше 30 кВт.

Время разгона преобразователя от момента запуска до выхода на номинальный режим при номинальной частоте питающей сети и напряжении не ниже 90% номинального - 30^/.

В преобразователях предусмотрено автоматическое и ручное регулирование напряжения. При любом изменении симметричной нагрузки в пределах от 0 до 100% номинального тока соs =0,7…0,95 (индуктивном) автоматически регулируемое напряжение (при отклонении напряжения на входе 10% Uн и частоты 1,5% f_н) не должно отклоняться более:

2% от среднерегулируемого напряжения при плавном или ступенчатом изменении нагрузки и установившемся тепловом состоянии

1% от среднерегулируемого значения при установившемся тепловом режиме, неизменном значении симметричной нагрузки, лежащей в пределах от 0 до 100% номинальной, и номинальном коэффициенте мощности.

Максимальное изменение напряжения при набросе нагрузки с 50 до 100% и сбросе нагрузки со 100 до 50% от номинальной не должно превышать 20% U_н; при набросе нагрузки с 0 до 50% и сбросе с 50% до 0 от номинальной не должно превышать 25% U_н в течении не более 0,1 с.

Время вхождения напряжения в зону 2% не превышает 0,5 с.

Величина собственной вибрации агрегата (двойная амплитуда) при номинальных оборотах как при холостом ходе, так и под нагрузкой не превышает 0,1 мм.

При двухфазном коротком замыкании напряжение между свободной фазой и любой из короткозамкнутых фаз не превышает 150% U_н.

При номинальном напряжении и номинальной частоте питающей сети преобразователь обеспечивает перегрузку по току якоря синхронного генератора на 10% в течении 1 ч.

Состав преобразователя

Преобразователь состоит из следующих основных элементов:

основного агрегата, блока питания и блока управления.

В основной агрегат входят: статор генератора, статор двигателя, ротор, подшипниковые щиты.

Статор генератора состоит из станины, сердечника, обмотки якоря и обмотки возбуждения.

Станина генератора преобразователя ПСЧ-100 стальная сварная на лапах. На верху станины имеется площадка для установки блока питания статической системы возбуждения.

Сердечник статора генератора состоит из штампованных листов электротехнической стали.

Обмотка якоря трехфазная однослойная трехполостная, уложена в малые пазы сердечника и закреплена клиньями. Соединение фаз обмотки звезда с выведенным нулем.

Обмотка возбуждения сосредоточенная, состоящая из двух последовательно соединенных катушек, уложена в большие пазы сердечника статора.

Обмотки якоря и возбуждения вместе с сердечником пропитаны электроизоляционным лаком.

Статор двигателя состоит из станины, сердечника, обмотки статора.

Станина двигателя стальная сварная на лапах с окном в верхней части для вывода концов обмотки статора. В нижней части станины выполнены окна для выхода охлаждающего воздуха.

Сердечник статора двигателя состоит из штампованных листов электротехнической стали.

Обмотка статора двигателя преобразователя ПСЧ-100 шаблонная из жестких катушек. Обмотка пропитана электроизоляционным лаком. В пазах обмотка крепится клиньями. Каждая фаза обмотки имеет две параллельные ветви, начала и концы которых выведены на доску зажимов коробки выводов. При пуске двигателя для уменьшения пускового тока параллельные ветви соединяются последовательно. После того как двигатель наберет номинальные обороты, ветви соединяются параллельно с помощью специального переключателя. При наличии достаточно мощной сети допускается прямой пуск преобразователя (без последовательного соединения параллельных ветвей).

Ротор преобразователя состоит из вала, сердечника ротора генератора (индуктора), сердечника ротора двигателя, вентилятора, двух шарикоподшипников.

Сердечники роторов генератора и двигателя собраны из лакированных штампованных листов электротехнической стали. Листы на внутренней окружности имеет шпоночный выступ, который при сборке пакета входит в шпоночный паз вала ротора преобразователя. Сердечник крепится на валу нажимными шайбами, в одной из которых имеется кольцевая выточка для крепления балансировочных грузиков. Сердечник имеет по окружности восемь зубцов, скошенных на угол 9 градусов для улучшения формы кривой выходного напряжения.

Обмотка ротора короткозамкнутая литая алюминиевая. Заодно с короткозамкнутыми кольцами ротора отлиты вентиляционные лопатки и штырьки для крепления балансировочных грузиков. Для увеличения поверхности охлаждения сердечника в роторе выполнены аксиальные вентиляционные каналы.

Вентилятор преобразователя центробежный литой из алюминиевого сплава. В подшипниковых узлах применены шарикоподшипники.

Смазка подшипников консистентная, которую пополняют после снятия наружных подшипниковых крышек.

Во избежание подшипниковых токов подшипник со стороны генератора изолируется изоляционной прокладкой и двумя изоляционными шайбами.

Подшипниковые шиты чугунные сопряжены с соответствующими станинами посредством посадочных замков и крепятся к ним болтами.

Подшипниковый щит со стороны генератора имеет три торцовых окна для входа воздуха, охлаждающего генератор. На щите монтируются: силовые выпрямители, которые интенсивно охлаждаются холодными струями воздуха, входящего в генератор; нелинейное сопротивление, которое служит для защиты силовых выпрямителей от перенапряжений; конденсатор для защиты от помех радиоприему.

Силовой выпрямитель закрывается колпаком, имеющим окна с сеткой для прохода охлаждающего воздуха.

Подшипниковый щит со стороны двигателя имеет торцовые окна для прохождения воздуха, охлаждающего двигатель. Окна закрыты решетками с сеткой, предотвращающими попадание посторонних предметов в двигатель преобразователя. Во внутренней полости щитов двигателя преобразователя ПСЧ-100 имеется воронка-диффузор для направления струи воздуха, охлаждающего преобразователь.

Вентиляция преобразователя ПСЧ-100 смешанная: аксиальная генератора и радиальная двигателя.

Блок питания состоит из следующих элементов:

Трансформатор силовой (ТС)- для преобразования напряжения генератора 230 В в напряжение порядка 12 В, питающее через выпрямитель силовой (ВС) обмотки возбуждения. ТС - трехфазный, трехстержневой, двухобмоточный, состоит из сердечника и обмоток. На каждом из стержней находятся токовая (сериесная W_с) и обмотка напряжения (вторичная W₂ ). Сериесная обмотка включается последовательно в каждую из фаз генератора. Начало вторичной обмотки подключено на зажимы генератора, а конец соединен с выпрямителем ВС и основной обмоткой управления дросселя ДУ.

Дроссель управляемый (ДУ) - для регулирования тока возбуждения генератора. Состоит из сердечника, трехфазной обмотки, двух обмоток управления: основной W_у и дополнительной W_д и короткозамкнутой обмотки W_кз- для уменьшения величины переменной э.д.с., индуктируемой в обмотках управления.

Трехфазная обмотка дросселя состоит из трех отдельных катушек, соединенных звездой. Она предназначена для шунтирования выпрямителя при регулировании тока возбуждения генератора.

Обмотки управления предназначены для подмагничивания сердечника дросселя. Основная питается от корректора напряжения КН-6, дополнительная - от ограничителя напряжения.

Выпрямитель силовой - выпрямление переменного тока, поступающего от генератора через вторичную обмотку ТС, в постоянный ток, питающий обмотку возбуждения генератора. Собран по трехфазной мостовой схеме.

Блок начального возбуждения - для начального возбуждения генератора. Состоит из трансформатора начального возбуждения (ТНВ) и выпрямителя начального возбуждения (ВНВ).

Блок управления - для автоматического или ручного регулирования выходного напряжения преобразователя. В БУ входят:

ТПК - трехфазный двухобмоточный трансформатор питания корректора;

ВПК - выпрямитель питания корректора:

корректор напряжения КН-6;

дроссель насыщения (ДН);

резистор уставки напряжения;

резистор ручного регулирования;

настроечный резистор R21;

переключатель автоматического и ручного регулирования

Взаимодействие элементов преобразователя частоты по принципиальной схеме

При вращении ротора генератора с помощью асинхронного двигателя, питаемого от сети 220/380 В, 50 Гц, в генераторе вырабатываются трехфазное переменное напряжение 230 В, 400 Гц.

Выход генератора подключен к клеммам С1, С2, С3, 0, расположенным на доске зажимов под колпаком блока питания.

Для осуществления возбуждения генератора обмотка возбуждения подключена к обмотке якоря генератора через силовой трансформатор ТС и выпрямитель ВС. В начальный период пуска питание обмотки возбуждения производится от блока начального возбуждения, состоящего из трансформатора начального возбуждения ТНВ и выпрямителя начального возбуждения ВНВ. Трансформатор ТНВ питается от сети 220 В, 50 Гц.

С помощью управляемого дросселя ДУ, имеющего две обмотки управления (основную W_у и дополнительную W_д), уровень выходного напряжения генератора поддерживается неизменным. На дополнительную обмотку управления ток подмагничивания поступает от ограничителя напряжения, в состав которого входит дроссель насыщения ДН. Ограничитель напряжения ограничивает перенапряжения на выходе преобразователя в случае отсутствия тока в основной обмотке управления дросселя ДУ.

На основную обмотку управления ток подмагничивания поступает от корректора напряжения. При увеличении выходного напряжения генератора корректор напряжения в режиме автоматического управления, воздействуя на основную обмотку управления дросселя ДУ, препятствует увеличению выходного напряжения генератора. При ручном управлении регулирование уровня выходного напряжения производится вращением ручки 1 переменного резистора "Ручная регулировка" (РР), расположенного на лицевой стороне коробки блока управления.

Выбор режима работы - автоматического или ручного производится установкой ручки 2 переключателя "Регул. напряж." (ПВ) соответственно в положение "Авт." или "Ручн.".

Для установления оптимальных пределов изменения тока управления последовательно с обмоткой управления дросселя ДУ включаются регулирующие резисторы: R14 при автоматическом регулировании, R15 при ручном регулировании напряжения генератора. Вращая ручку 3 переменного резистора «Уставка напряжения» (УН), можно изменять уровень выходного напряжения преобразователя в пределах от 90 до 102 % номинального.

Для снижения помех радиоприему, распространяющихся от преобразователя на зажимы С1, С2, С3, 0, У1, У2 в блоке питания включены защитные конденсаторы Ср. преобразователь дроссель выпрямитель ток

Ст. преподаватель кафедры №13 подполковник В. Куликов

Литература

1. Елынин Е.Ю. Материальная часть электростанции 99Х6 (Альбом схем и рисунков). Красноярск: КВКУРЭ ПВО, 1995 г. с.6.

2. Ларионов Г.М. Энергоснабжение РЛС (Электростанция 99Х6). Конспект лекций. Часть II. Красноярск: КВКУРЭ ПВО, 1995 г. с. 30...41.

Размещено на Allbest.ru