Файл: Расчет электропитающих устройств по дисциплине Силовая электроника.docx
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 51
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Расчет выпрямителя на активную промышленную нагрузку
2. Расчет выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку электрических аппаратов
Расчет качественных показателей выпрямителя
3. Особенности работы и расчет выпрямителя на емкостной накопи- тель энергии
kП1
2
m2p2 1
2
R0
0.6
0.079
(2.1)
32 1
Вычисляем среднее значение прямого тока вентиля по формуле (1.5):
Iср.v
I0
pm2
100
3
33.33 A
Вычисляем эффективное значение прямого тока вентиля Iэфф.v по формуле
(1.6):
Iэфф.v
kф.vIср.v
333.33 57.73 A
Вычисляем действующее значение тока I2 вентильной обмотки преобразо- вательного трансформатора по формуле:
I2
1 I
0
3
1 100 57.74 A
3
(2.3)
Вычисляем вынужденную i0,в и свободную i0,св составляющие и полный ток i0 для значений угла ω от (-π/2) до (π/2) по формулам:
i0 i0.в (ωt) i0.cв(ωt)
-
R0
( ωt)
(2.4)
2E
sin π sin(φ)e ωL0
E2mcos(ωt φ)
2m pm2
i0
(2.5)
R0π R0π
e
ωL0pm2
eωL0pm2
где E2m – амплитудное значение фазной ЭДС E2, E2m = Значение φ вычисляется по формуле:
·E2, В.
A
(2.6)
Результаты вычислений заносим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 – Результаты вычислений
ωt | -π/3 | -π/4 | -π/6 | 0 | π/6 | π/4 | π/3 |
i0,в | -22,1 | 0,03 | 22,16 | 60,48 | 82,59 | 85,5 | 82,58 |
i0,св | 119,37 | 91,88 | 70,72 | 41,89 | 24,82 | 19,1 | 14,7 |
i0 | 97,28 | 91,91 | 92,88 | 102,37 | 107,41 | 104,6 | 97,28 |
u0 | 58,37 | 55,15 | 55,73 | 61,42 | 64,45 | 62,76 | 58,37 |
Значения мгновенных напряжений u0 определяем по закону Ома, т.е. u0=i0·R0.
Графики зависимостей e2(wt), u0(wt), U0, i2(wt), i0,в(wt), i0,св(wt), i0(wt), приведены в приложении Б.
3. Особенности работы и расчет выпрямителя на емкостной накопи- тель энергии
Схема выпрямителя, среднее значение выпрямленного напряжения U0 и тока I0 остались такими же, как и в пункте 1, но параллельно с сопротивлением R0 нагрузки включен конденсатор C0. В фазах выпрямления имеются сопротив- ления активных потерь RП = RТР +p·RДV (RТР – омическое сопротивление обмо- ток трансформатора, RДV – динамическое сопротивление вентиля), величина ко-
торых в k раз меньше сопротивления R0 на нагрузке. Коэффициент пульсации kП1 на нагрузке и частота питающей сети f1 такие же, как в пункте 2.
Требуется:
-
Вычертить эквивалентную схему выпрямителя (с активным сопротив- лением потерь в фазах) с активно-емкостной нагрузкой. -
Вычислить действующие значения фазных ЭДС E2 и тока I2 вентильной обмотки трансформатора; емкость конденсатора C0, среднее Iср.v и эффективное Iэфф.v значения прямого тока вентиля. -
Вычертить (соблюдая масштаб, принятый в задании №1) кривые мгно- венных значений фазных ЭДС e2 (отметить уровень U0 и значение двойного уг- ла 2θ отсечки), тока i2 вентильной обмотки (отметить уровень I2) и прямого тока iпр.v вентиля (отметить уровень Iэфф.v и Iср.v).
Рисунок 3.1 – Эквивалентная схема трехфазного выпрямителя с нулевым выво- дом при активно-емкостной нагрузке
Расчет качественных показателей выпрямителя.
При расчете принимаем коэффициент пульсаций выпрямленного напря- жения kП1 рассчитанный в п.2. Расчет ведется с помощью вспомогательных ко- эффициентов: Aθ, Bθ, Dθ, Fθ, Hθ.
Коэффициент A(θ) определяем по формуле:
0.6
Aθ
RП
π
pm2R0
π
15
30.6
0.07
(3.1)
где RП = R0/k – сопротивление потерь.
По графикам [1,с.37], применив интерполяцию, определяем оставшиеся коэффициенты и угол θ:
Bθ 0.855
Dθ 2.57
Fθ 8.36
Hθ 5000
θ 33.05°
Вычисляем действующее значение фазных ЭДС E2 по формуле:
Е2
BθU0
0.85560 51.3 В
(3.2)
Вычисляем действующее значение тока I2 по формуле:
где Iэфф.v равно:
I2
I0
pDθIср.v
100
(3.3)
Iср.v
m2p
33.33 A
3
I2
12.5733.33 85.66 A
Вычисляем емкость конденсатора C0 по формуле:
C0
Hθ
RПf1kП1
5000
0.6 500.079
15
31645.57
мкФ
(3.4)
Эффективный ток вентиля определяем по формуле:
Iэфф.v
DθIср.v
2.5733.33 85.66 A
(3.5)
Максимальное значение тока вентиля определим из формулы:
Imax.v
FθIср.v
8.3633.33 278.64 А
(3.6)
Графики зависимостей e2(wt), u0(wt), U0, i2(wt), iпр.v(wt), Iэфф.v, Iср.v приведе- ны в приложении В.
100
ea
I2 58 А
140
50 E2 51.3 В
105
90
0
50
70
I2 90 180 270 360 450
35
eb ec
100
80
67.5
55
42.5
I0 100 А
U0 60 В
140
u0
120
i0
U0
I0 100
80
90
30 60
0 90 180 270 360 450
90
90
50
0 90 180 270 360 450
0 90 180 270 360 450
100
150
Umax.v 125.4 В
100
50
e2a
I2 57.74 А
E2 51.3 В
150
100
90
0
50
i2a
90 180 270 360 450
50
100
e2b
e2c
70
65 u0
60
55 I0 100 А
U0 60 В
50
i0
I0 U0
110
105
100
95
90
90
0 90 180 270 360 450
100
90
100
i0
iв
iсв
45
0
0
0
150 | | | | | | | | ||||||||
Iср.v 33.33 А Iэфф.v 58.66 A | |||||||||||||||
| 100 | | | | | | | | | ||||||
| 50 | | | | | | | | | ||||||
| |