ПЗ_испр (1231493)

Файл №1231493 ПЗ_испр (Разработка трехфазного управляемого выпрямителя)ПЗ_испр (1231493)2020-10-06СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла


СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………… 7

1 АНАЛИЗ СХЕМ ВЫПРЯМЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ………………………… 10

1.1 Однофазная мостовая схема выпрямления………………………………. 10

1.2 Трехфазная мостовая схема выпрямления……………………………….. 12

1.3 Однофазный двухпульсовый управляемый

выпрямитель с нулевой точкой……………………………………………….. 17

1.4 Несимметричная (полууправляемая) мостовая

трехфазная схема выпрямления……………………………………………..... 22

1.5 Трехфазная полностью управляемая

мостовая схема выпрямления…………………………………………………. 28

1.5.1 Учет коммутации в схеме трёхфазного

управляемого выпрямителя……………………………………………….. 35

2 ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ТРЕХФАЗНОГО

УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ…………………………………………… 40

2.1 Общие сведения……………………………………………………………. 40

2.2 Теоретические сведения…………………………………………………... 40

2.3 Построение модели трехфазного управляемого

симметричного мостового выпрямителя…………………………………….. 49

3 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ………………………………… 55

3.1 Описание математической модели системы управления……………….. 55

3.2 Построение матиматической модели системы

управления в среде LabView………………………………………………….. 58

4 РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ……………………………. 63

4.1 Принципиальная электрическая схема

формирователя импульсов управления тиристорами

трёхфазного управляемого мостового выпрямителя………………………... 63

4.2 Принципиальная схема управления трёхфазным

управляемым выпрямителем…………………………………………………. 70

4.3 Принципиальная схема задатчика напряжения………………………….. 72

4.4 Монтажная схема лабораторной установки……………………………... 73

5 МЕРОПРИЯТИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА «ТРЕХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ СИММЕТРИЧНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ»……. 79

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов……………… 79

5.2 Разработка мероприятий обеспечивающих безопасность

при работе с электроустановками…………………………………………….. 80

5.2.1 Заземление…………………………………………………………… 85

5.2.2 Зануление…………………………………………………………….. 88

5.3 Средства индивидуальной и коллективной защиты…………………… 90

5.4 Меры безопасности при работе на стенде при ремонте аппаратуры….. 92

6 РАСЧЁТ ДЕНЕЖНЫХ СРЕДСТВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА «ТРЕХФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ»……………………………………………. 96

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….101

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………10

УМЕНЬШЕННЫЕ КОПИИ ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ ЛИСТОВ…………......104



ВВЕДЕНИЕ

Целью выпускной квалификационной работы (ВКР) является проектирование лабораторной установки «Трехфазный управляемый выпрямитель». Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- выполнить анализ существующих схем выпрямления;

- составить математическую модель схемы выпрямителя и схемы управления;

- спроектировать принципиальные схемы выпрямителя и системы управления;

- составить монтажную схему;

- рассмотреть вопросы охраны труда и безопасной эксплуатации стенда;

- рассчитать затраты на изготовление стенда.

Предполагается применение разработанной установки в учебном процессе для усвоения и закрепления студентами теоретических знаний.



1 АНАЛИЗ СХЕМ ВЫПРЯМЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
1.1 Однофазная мостовая схема выпрямления

На подвижном составе переменного тока в качестве тягового электропривода используются коллекторные двигатели постоянного тока, получающие питание от контактной сети однофазного переменного тока через мощные выпрямители. В качестве выпрямителей в настоящее время преимущественно используются однофазные мостовые схемы [1, 4].

При расчетах однофазной мостовой схемы выпрямления, как и любой другой схемы, в качестве исходных данных принимаются параметры нагрузки (средние значения выпрямленного напряжения Ud и тока Id) и номинальное напряжение сети U1. В результате расчетов определяются параметры оборудования – трансформаторов и вентилей. Для упрощения анализа и расчетов пренебрегают током намагничивания трансформаторов, активным сопротивлением обмоток трансформатора, соединительных проводов и измерительных приборов. Диоды и тиристоры рассматриваются как идеальные ключи, которые имеют прямое сопротивление (в проводящем направлении) близкое к нулю и обратное – бесконечности [3, 4, 7]. На рисунке 1.1 изображена неуправляемая однофазная мостовая схема выпрямления с приборами для измерения основных параметров.

Однофазный мостовой выпрямитель (рисунок 1.1) с неуправляемыми вентилями работает следующим образом. Если в первой половине периода , на выводе «а » вторичной обмотки напряжение положительно относительно конца «х », то открыты диоды VD1 и VD4. При условии, что вентили и трансформатор идеальны (XТ=0, Rд.пр=0), в любой момент времени к нагрузке приложено мгновенное значение напряжения вторичной обмотки u2. Диоды и на этом промежутке времени закрыты, вследствие того, что к ним приложено напряжение вторичной обмотки, являющееся для них отрицательным. Временные диаграммы токов и напряжений представлены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.1 – Схема подключения измерительных

приборов в однофазной мостовой схеме выпрямления

При смене полярности напряжения на выводах вторичной обмотки трансформатора (промежуток времени ) диоды VD1 и VD4 оказываются под обратным напряжением и закрыты, а ток нагрузки будет протекать через открывшиеся диоды и . При этом ток по вторичной обмотке потечет в противоположном направлении по отношению к первой половине периода. Такие схемы, в которых за период ток по обмотке протекает в обоих направлениях, называют двухтактными. Через нагрузку ток будет течь все время только в одном направлении. Выпрямленное напряжение представляет собой однополярные полуволны питающего переменного напряжения. При разомкнутом ключе SA и , т.е. активно-индуктивной нагрузке и указанных выше условиях работы схемы количественные соотношения между исходными и измеряемыми параметрами определяются следующими выражениями.

Рисунок 1.2 – Временные диаграммы напряжений и токов

Среднее значение выпрямленного напряжения холостого хода

, (1.1)

откуда

(1.2)

Амплитудное значение обратного напряжения на вентиле

. (1.3)

Среднее значение тока вентиля

(1.4)

где – номинальный ток нагрузки.

Эффективное (действующее) значение тока вторичной обмотки трансформатора

(1.5)

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора

(1.6)

где – коэффициент трансформации, определяемый как отношение напряжений первичной и вторичной обмоток,

Полная мощность первичной и вторичной обмоток трансформатора равны

(1.7)

где - среднее значение активной мощности на нагрузке, определяется как

. (1.8)

При замкнутом ключе SA (см. рисунок 1.1), т.е. чисто активной нагрузке форма тока нагрузки повторяет форму напряжения. Для этого режима основные соотношения между токами могут быть выведены аналогичным способом.

1.2 Трехфазная мостовая схема выпрямления

В мостовой трехфазной схеме каждая вентильная обмотка трансформатора подключается между катодом и анодом диодов одной фазы (например, диоды VD1 и VD2 подключаются к фазе «а ». Трехфазная мостовая схема выпрямления изображена на рисунке 1.3. При этом три анода диодов (VD1, VD3, VD5) имеют общую точку, образуя анодную группу, а три других диода (VD2, VD4, VD6) образуют общую катодную группу. В любой момент времени при идеальном трансформаторе открыты одновременно два вентиля: один в катодной группе, а другой в анодной. Волновые диаграммы, позволяющие анализировать работу схемы с течением времени, для чисто активной нагрузки на рисунке 1.4.

При работе схемы в катодной группе открыт тот вентиль, потенциал анода которого выше потенциалов анодов других вентилей, а в анодной – тот вентиль, потенциал катода которого наиболее низкий по отношению к потенциалом катодов остальных вентилей. (Потенциал отсчитывается по отношению к нулевой точке вторичной обмотки трансформатора). Естественная коммутация тока с одного вентиля на следующий (очередной в данной группе) в идеальной схеме происходит мгновенно. Коммутация начинается с момента пересечения между собой синусоид фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора (точки естественной коммутации 1, 3, 5, 7, 2, 4, 6 на рисунке 1.4, а). Время коммутации при реальных параметрах трансформатора определяется суммарным индуктивным сопротивлением питающей сети и трансформатора, а также током нагрузки. Выпрямленное напряжение Ud является разностью мгновенных значений фазных напряжений, т.е. равно мгновенным значениям соответствующих линейных напряжений. На рисунке 1.4, а заштрихована площадка выпрямленного напряжения для промежутка времени 1–2. За период будет 6 таких площадок. Следовательно, данная схема имеет 6 пульсаций выпрямленного напряжения за период. Временные диаграммы в схеме изображены для одного периода, поскольку процессы в выпрямителе с каждым периодом повторяются. Условия работы каждого из вентилей в схеме одинаковы и для того, чтобы их охарактеризовать, достаточно изучить формы токов и напряжений для одного вентиля. Для других вентилей все соотношения будут справедливы с той лишь разницей, что процессы будут сдвинуты во времени.

Временные диаграммы токов и напряжений соответствуют чисто активной нагрузке и идеальному трансформатору. Временные диаграммы тока вентиля и обратного напряжения изображены на рисунок 1.4 для вентиля VD2, фазы «а».

При активно-индуктивной нагрузке и отсутствии коммутации ( , ) форма тока вентиля будет иметь вид прямоугольника с высотой равной Id и длительностью 2/3 периода. Ток в фазе вторичной обмотки трансформатора будет состоять из двух таких прямоугольников, сдвинутых по фазе на 1/6 периода, один из которых должен быть отрицательной полярности.

На рисунке 1.4 изображены следующие диаграммы:

а) напряжения трех фаз вентильных обмоток;

б) очередность работы вентилей;

в) форма выпрямленного напряжения (ud) и его среднее значение ; форма выпрямленного тока и его среднее значение ;

г) ток вентиля (вентиль VD2) и его среднее значение за период – ;

Рисунок 1.3 – Трехфазная мостовая схема выпрямления

д) форма обратного напряжения на вентиле (вентиль VD2);

е) ток вторичной обмотки (фаза «а»). Ток первичной обмотки по форме аналогичен току вторичной обмотки.

Рисунок 1.4 – Временные диаграммы напряжений и токов

Рассмотрим основные соотношения между параметрами. Выпрямленное напряжение в режиме холостого хода равно

(1.9)

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
13,52 Mb
Высшее учебное заведение

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР

Разработка трехфазного управляемого выпрямителя
1 Пояснительная записка
2 Демонстрационные плакаты
ДИАГРАММА РАБОТЫ ТРЁХФАЗНОГО УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ.vsdx
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА.vsdx
МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.vsdx
МОДЕЛЬ ТРЁХФАЗНОГО УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ.vsdx
МОНТАЖНАЯ СХЕМА.vsdx
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ.vsdx
РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ.vsdx
СХЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСО.vsdx
СХЕМЫ ТРЕХФАЗНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ.vsdx
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА.vsdx
3 Антиплогиат файл отчета
4 Антиплагиат лист с подписями
5 Задание на ВКР
6 Отзыв
7 Рецензия
8 Титульный лист
Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6540
Авторов
на СтудИзбе
301
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее