135657 (722485), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

О

(3.8)

но и должно выполняться для углов > 32,5°. Если индуктивность дросселя L- меньше L_кр, где

и

(3.9)

ли сопротивление нагрузки выпрямителя больше R_max где

то ток в дросселе станет равным нулю раньше, чем откроется тиристор второй фазы. Как только ток станет равным нулю, тиристор обесточится и выключится. Такой режим не очень выгоден, так как связан с большими переменными составляющими токов тиристов и обмоток трансформатора. Поэтому чаще всего индукчивность дросселя L выбирают такой, чтобы при максимально возможном сопротивлении нагрузки удовлетворялось условие непрерывности тока.

В

(3.10)

режиме непрерывного тока дросселя ток фазы приближается по форме к прямоугольной (рис. 3.8,а,б). Его действующее значение без учета пульсаций

Д

(3.11)

ействующее значение тока первичной обмотки, в которую трансформируются, не перекрываясь во времени, токи двух фаз, получается в раз больше, чем тока nl_r, т. е.

Рис.3.8 Ток дроселя.

По форме ток первичной обмотки в каждый из полупериодов повторяет ток фазы, равный току i_L (рис. 3.8, в). Первая гармоника этого тока при малых пульсациях сдвинута на угол а. относительно напряжения на первичной обмотке.

Т аким образом, при тиристорный выпрямитель потребляет от сети не только активный, но и реактивный ток. Это является недостатком такого выпрямителя.

П

(3.12)

олный перепад пульсаций на выходном конденсаторе С найдем так же, как и при исследовании неуправляемого выпрямителя. В результате получим выражение:

Здесь коэффициент () является функцией угла .

Подводя итог, отметим следующие особенности схемы тиристорного регулируемого выпрямителя:

1)снижение выходного напряжения в теристорном выпрямителе достигается благодаря уменьшению отбора мощности от сети переменного тока; оно не связано с гашением значительной ее части в выпрямителе;

2)при регулировке выпрямитель потребляет не только активную, но и реактивную мощностью сети переменного тока;

3)при изменении угла регулирования  от 0 до 0,5 выходное напряжение меняется от максимума до 0;

4)пульсация выпрямленного напряжения заметно возрастает с ростом угла регулирования;

5

(3.13)

)режим непрерывного тока в дросселе нарушается, если не соблюдается отношение

4. Расчет управляемого выпрямителя на теристорах.

Рис. 4.1 Принципиальная схема выпрямителя с индуктивной нагрузкой к примеру расчета.

Рис. 4.2 Принципиальная схема управляемого выпрямителя к примеру расчета.

В управляемом выпрямителе создаются значительные пульсации напряжения, для уменьшения которых обычно применяют многозвенный сглаживающий фильтр. Коэффициент пульсаций на входе фильтра зависит от угла регулирования :

(4.1.)

где К = 1 для первой гармоники частоты пульсаций.

Для уменьшения коэффициента пульсаций можно применить коммутирующие диоды.

Пример. Исходные данные:

1. Пределы регулирования выпрямленного напряжения U’₀ = 70100 В.

2. Сопротивление нагрузки Rн = 100 Ом =const, При регулировании ток нагрузки изменяется от I_0max= U’_0max/Rн = 100:

100 = 1 А до I_0min= 70:100 = 0,7 А.

3. Коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке К_пвых = 0,2%.

4. Напряжение сети 220 В частоты 50 Гц.

Расчет:

1. Для сравнительно небольшой мощности Р_0тах =U’₀I₀ = 100 • 1 = 100 Вт выбираем однофазную мостовую схему выпрямления с Г-образным LС-фильтром (рис. 4.2).

2. Основные параметры выпрямителя при максимальном выходном напряжении U’₀ = 100 В, т. е. при α = 0

Uдр=0,1U’о =0,1x100=10 В при Р0=100 Вт; (4.2.)

U0=U'о+Uдр=100+10=110В; U2=1,11U0 =1,11x110=122В; (4.3.)

I2=0,707I0=0,707x1=0,707A; Kтр=U2/U1=122/220=0,555; (4.4.)

I1=IоKтр=1x0,555=0,555A; Pтип=1,11U0I0=1,11x110x1=122BA; (4.5.)

I0в=0,5I0=0,5x1=0,5A; ImB=I0=1A; (4.6.)

Uобр=1,57U0=1,57x100=173В; Kпвх=0,67(67%); (4.7)

3

(4.8)

. Определение основных параметров выпрямителя при минимальном выходном напряжении, т. е. при α= α _мах

(4.9)

(4.10)

(4.11)

(4.12)

(4.13)

(4.14)

(4.15)

(4.16)

(4.17)

(4.18)

4. Выбор типа вентилей. В мостовой схеме для упрощения управления выбраны два вентиля неуправляемых и два тринистора. Выбираем вентили по максимальному обратному напряжению U_обрm ⁼ 173 В и максимальному значению выпрямленного тока I_0в = 0,5 А и I _0вн = 0,626 А.

Выбираем диоды типа Д242Б (U_{обр.доп} = 200 В; I_о = 2 А). Выбираем тринисторы типа КУ201Ж (U_{обр.доп} ⁼ 200 В; Iо = 2 А, I_{упр тах} = 0,2 А).

5. Определение коэффициента сглаживания:

q=К_п.вх/К_п.вых=1,51:0,002=755. (4.19)

П

(4.20)

ринимаем двухзвенный фильтр с коэффициентом сглаживания одного звена:

П

(4.21)

ринимаем двухзвенный фильтр с коэффициентом сглаживания одного звена:

6

(4.22)

. Определение элементов каждого звена фильтра:

А

(4.23)

(4.24)

мплитуда переменного напряжения на конденсаторе первого звена С₁:

В

(4.25)

ыбираем конденсатор типа К50-12 емкостью С1=С1==50 мкф, U_раб=250В:

(4.26)

U_~mконд=6%; U_раб =0,06x250 =15,2 В > 6,1 В.

И

(4.27)

ндуктивность дросселя

7

(4.28)

. Проверка условия отсутствия резонансных явлений в фильтре

(4.29)

8. Расчет элементов цепи управления.

Р

(4.30)

асчет цепи управления сводится к определению элементов фазосдвигающей цепи RC или LC (или расчету магнитного усилителя), выбору диодов Д3, Д6 и расчету трансформатора Тр2

Конденсатор С3 выбирается емкостью в десятки - сотни микрофарад при частоте сети 50 Гц. Выбираем два конденсатора типа К52-3 по 80 мкФ, включенные параллельно с рабочим напряжением U_раб = 90 В; U_~mдоп = 35% U_раб = 0,35 x 90 = 31,5 В.

Для построения регулировочной характеристики задаются углом α₀ = 10, 20, 30 и т, находят величину R3 табл. 6 значение U’_0α- Результаты расчетов сведены в табл. 3.

Таблица 3 Характеристики угла а₀.

Тринисторы КУ201Ж выбираем с запасом по току более чем вдвое, поэтому максимальное значение управляющего тока необходимо уменьшать до величины I_{упрампл} =0,09 А.

9. Выбираем резистор Rз = 270 Ом типа СП5-2ТА на 2 Вт.

М

(4.31)

(4.36)

ощность, рассеиваемая резистором:

Выбираем ограничительные резисторы R1 = R2 = 11 Ом типа МЛТ-0,125:

А

(4.32)

(4.33)

мплитуда переменного напряжения на половине вторичной обмотки трансформатора Тр2

Выбор диодов Д1, Д4 производится по току I_{упрампл} и напряжению U_’~m Выбираем диоды типа Д202 (Uобр = 100 В; I_0в = 0,4 А), у которых

R

(4.34)

i≈ U_пр/I_{упр.ампл} = 1: 0,09 = 11 Ом.

У

(4.35)

точняем амплитуду переменного напряжения:

U_’~m=I_{упр.ампл}(R1+R3_max+R_i)=0,09(11+270+11)=26,2В.

З

атем проводится конструктивный расчет трансформатора Тр2 для данных:

В

(4.38)

(4.37)

случае применения фазосдвигающей цепи LR3 задаются величиной L, дросселя и находят пределы изменения величины резистора R3 из выражения

Если необходимы более широкие пределы регулирования напряжения, то помимо переменного резистора используют дроссель насыщения, Если регулирующим элементом служит магнитный усилитель, то проводятся выбор его магнитопровода и расчет его обмоток.

М

(4.39)

аксимальный КПД выпрямителя

Т

(4.40)

аблица 4 Коэффициент пульсаций.

Продолжение таблицы 4

Таблица 5 Таблица расчета U_др.

Pо,Ватт	Uдр=Iо Rдр
	Fc=50 Гц V	fc=400 Гц
До 10	0,2 —0,15	0,08 —0,065
10—30	0,15 —0,12	0,065—0,05
30—100	0,12 —0,09	0,05—0,035
100—300	0,09 —0,06	0,035—0,025
300—1000	0,06 —0,045	0,025—0,018
1000—3000	0,045—0,03	0,018—0,012
3000—10 000	0,03 —0,02	0,012—0,009

Таблица 6 Параметры схемы выпрямления.

Продолжение таблицы 6

5. Экология

5.1. Защита от воздействия электромагнитного поля промышленной частоты

Характеристики

Список файлов реферата