Расчёт регулировочной характеристики.
Задание на контрольную работу заочников.
1. Выполнить расчёт управляемого выпрямителя. Обосновать выбор силовой схемы. Произвести выбор и расчёт вентилей, а также RC цепей тиристоров. Определить параметры согласующего трансформатора и параметры элементов фильтра. При выборе схемы принять КПД трансформатора =95%
2. Рассчитать и построить регулировочную характеристику в абсолютных единицах.
3. Рассчитать и построить семейство внешних характеристик при значениях угла управления α=0°, α=30°, α =60° в абсолютных единицах. Расчет внешних характеристик произвести с учётом коммутации вентилей. При этом реактивную составляющую напряжения короткого замыкания трансформатора и питающей сети принять равным 10%. Активной составляющей напряжения короткого замыкании пренебречь.
Исходные данные.
1. Значение напряжения нагрузки – Ud =120 В;
2. Значение тока нагрузки – Id =500 А;
3. Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения –q =4%;
4. Коэффициент полезного действия схемы выпрямления –η =87%;
5. При выборе схемы выпрямления КПД трансформатора –η =95%;
6. Линейное напряжение питающей сети –U л=660 В.
Таблица вариантов
(две последние цифры номера зачетной книжки)
Первая цифра варианта
| № | q | η |
| 1 | 3 | 90 |
| 2 | 3.5 | 92 |
| 3 | 4 | 93 |
| 4 | 4.5 | 94 |
| 5 | 5 | 95 |
| 6 | 3 | 85 |
| 7 | 3.5 | 86 |
| 8 | 4 | 87 |
| 9 | 4.5 | 88 |
| 0 | 5 | 89 |
|
|
|
Вторая цифра варианта
| № | Ud | Id | U л |
| 1 | 640 | 1000 | 380 |
| 2 | 500 | 750 | 220 |
| 3 | 380 | 500 | 660 |
| 4 | 500 | 1000 | 1140 |
| 5 | 650 | 100 | 220 |
| 6 | 250 | 50 | 380 |
| 7 | 400 | 150 | 1140 |
| 8 | 120 | 500 | 660 |
| 9 | 250 | 100 | 220 |
| 0 | 300 | 250 | 380 |
Выбор и расчёт схемы выпрямления.
3.1. Выбор схемы выпрямления.
Исходя из того, что коэффициент пульсации выпрямленного напряжения q=3 %=0.03, то число фаз выпрямления m примем равным 6.
Выберем трёхфазную мостовую схему выпрямления и сравним заданный КПД и КПД данной схемы. При расчётах будем считать падение напряжение на вентиле в прямом направлении - 
.
КПД схемы Ларионова:
Мощность нагрузки:
Потери в вентиле:
КПД вентиля:
КПД схемы Ларионова:
Кпд схемы двойного трехфазного выпрямителя с уравнительным реактором:
Мощность нагрузки:
Потери в вентиле:
КПД вентиля:
КПД схемы:
Из двух рассмотренных схем наиболее подходящей является схема Ларионова, так как КПД этой схему ближе к заданному.
Рис.1. Трёхфазная мостовая схема выпрямления (Схема Ларионова).
3.2. Определение параметров согласующего трансформатора.
, где m – число фаз выпрямления.
; m=6;
Значение тока вторичной обмотки трансформатора 
:
|
|
|
Коэффициент трансформации равен:
Отсюда определяем действующее значение тока в первичных обмотках трансформатора:
Мощность обмоток трансформатора:
3.3. Определение параметров фильтра.
Для выпрямителей большой мощности (более 10 кВт) рекомендуется применять индуктивный фильтр, у которых сопротивление нагрузки имеет небольшое значение.
Коэффициент пульсации схемы Ларионова:
.
Заданный коэффициент пульсации:
.
Коэффициент сглаживания:
.
Сопротивление нагрузки:
.
Индуктивность фильтра:
.
3.4. Расчет и выбор вентилей:
Максимальный средний ток вентиля:
Максимальный ток вентиля:
Максимальное напряжение на вентиле:
Максимальное обратное напряжение на вентиле:
Выбор вентилей осуществляется в соответствии с найденными параметрами.
Средний ток берем в 3 раза больше, так как не предусмотрена система охлаждения вентилей, и при естественном охлаждении воздухом нагрузочная способность вентиля падает примерно в 3 раза (Ivcp =1000А).
Выбираем вентиль – Т253-1000.
Параметры вентиля:
· максимальное напряжение вентиля 
;
· средний ток через вентиль 
;
· ток рабочей перегрузки (максимально допустимый ток через вентиль в открытом состоянии за пол периода) 
;
|
|
|
· критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии 
;
· тиристор Т253-1000 применяется вместе с охладителем О153-150.
3.5. Расчет RC- цепей вентилей.
Находим емкость конденсатора:
, ic = Id;
Ток через тиристор при разряде конденсатора:
Сопротивление резистора выбирается исходя из соотношения:
Резистор выбирается с запасом:
Рассчитаем мощность резистора:
Энергия, накопленная в конденсаторе:
Мощность, выделяемая на резисторе:
Расчёт регулировочной характеристики.
При активно-индуктивной нагрузке схема может работать в двух режимах: в режиме непрерывного тока и в режиме прерывистого тока.
Прерывистость тока в цепи нагрузки зависит от угла управления α и от соотношения параметров нагрузки Rd и индуктивного фильтра Ld.
При 
( 
) непрерывный режим тока имеет место при любых соотношениях Rd и Ld.
При увеличении угла управления α непрерывный режим тока сохраняется только при значительном увеличении индуктивности Ld. Для 
без больших погрешностей можно считать ток нагрузки идеально сглаженным.
Регулировочные характеристики пересекают ось угла регулирования α в точках α = 90° и α = 120° электрических градусов для режимов непрерывного и прерывистого токов соответственно. Режим прерывистого тока начинается при значении угла регулирования α = 60°.
|
|
|
Среднее значение выходного напряжения в режиме непрерывного тока:
;
Среднее значение выходного напряжения в режиме прерывистого тока:
Регулировочные характеристики режимов непрерывного (сплошная линия) и прерывистого (штриховая линия) токов приведены на рисунке.
Рис. 2. Регулировочные характеристики выпрямителя.
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 205; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!