Курсовая работа по электротехнике (968395), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Pn=Un * In=0,14* 590 =82,6 Вт;

B_m=1,4 Тл (предварительно для номинальной мощности и частоты 400 Гц);

k_r = 3,5;

k_L = 5,0 ^. 10^-3;

Ом

Гн

r_mp = 50,6 Ом; L_s 0,039 Гн;

Расчет выпрямителей, работающих на нагрузку с емкостной реакцией.

Аналитические формулы получим на примере однотактного трехфазного выпрямителя, схема которого и временные диаграммы, поясняющие его работу, приведены на Рис. 4

Рис. 4

Здесь приняты следующие обозначения: r – активное сопротивление фазы выпрямителя, равное сумме прямого сопротивления вентиля (полупроводникового диода) r_пр и активного сопротивления обмоток трансформатора r_тр, приведенного к его вторичной обмотке; U_н , I_н – номинальные значения выпрямленного напряжения и тока; U_2макс, u₂ – амплитудное и мгновенное значения напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора; I_2макс, i₂ – амплитудное и мгновенное значения тока вторичной обмотки трансформатора и диода; θ - угол отсечки тока через диод; С₀ – емкость конденсатора; R – сопротивление нагрузки.

При наличии L_S ток i₂ как и в случае L_S = 0, начинается в момент равенства u₂ и U_н, но прекращается после окончания интервала 2 .

Наличие L_S сказывается не только на длительности, но и на амплитуде тока диода. В соответствии с этим в расчете должно быть учтено соотношение индуктивного и активного сопротивлений фазы выпрямителя:

 = arctg L_S / r.

Параметры A_L, B_L, D_L, F_L и H_pL являются функциями не только угла  , но и угла .

Для определения закона изменения тока через диод составим уравнение по второму закону Кирхгофа в соответствии с эквивалентной схемой рис.4а. Это уравнение будет иметь вид:

(1)

где

r = r_пр + r_тр (2)

Из уравнения (1) получим :

i₂ = (u₂ - U_н)/ r (3)

Выбрав начало отсчета в точке О'^/ рис.4б, получим:

u₂ = U_2макс cos ωt (4)

При ωt = ± θ; i₂ =0; u₂ = U_н и учитывая выражение (4),

U_н = U_2макс cos θ (5)

Подставив значения u₂ и U_н в (3), получим:

i₂ = U_2макс(cos ωt - cos θ)/ r (6)

Пользуясь уравнением (6), найдем постоянную составляющую выпрямленного тока:

(7)

В уравнении (7) p – число импульсов в цепи выпрямленного тока за 1 период переменного напряжения.

Подставив в уравнение (7) значение U_2макс из выражения (5), получим:

I_н = (pU_нA)/( r) (8)

где A = (tgθ – θ) – параметр, зависящий от угла θ;

A = (I_н r)/( p U_н) (9)

r = r_пр + r_тр

Приближенное значение прямого сопротивления диода r_пр должно определяться по статическим вольт-амперным характеристикам выбранного типа диода. При отсутствии таковых прямое сопротивление можно вычислить по приближенной формуле

r_пр = U_{Д ПР} /I_н

Здесь U_{Д ПР} – прямое падение напряжения на диоде, измеренное при протекании тока I_н. Для кремниевых диодов можно принять U_{Д ПР} = 1 В, а для диодов Шоттки – 0,6 В.

r_пр = = 7,14 Ом

r = r_mр + 2*r_пp = 50,6 +2*7,14 = 64,88 Ом (так как мостовая схема, необходимо взять два диода)

p = 2 (однофазный мостовой двухполупериодный выпрямитель)

A = (0,14*3,14*64,88)/ = 0,024.

 = arctg L_S / r.

Все параметры выпрямителя находятся по формулам, аналогичным приведенным ранее для случая L_S = 0, однако параметры A_L, B_L, D_L, F_L и H_pL являются функциями не только угла  , но и угла 

I_н = (pU_нA_L )/( r);

A_L = (I_н r)/( p U_н);

U₂ = U_нB_L;

(10)

I₂ = I_нD_L / p;

I _{Д МАКС} = I_н^. F_L / p;

k_п = 100 H_pL / (r ^. C) %

Графики функций B_L, D_L, F_L, H_pL и cos  = f(γ_0L) приведены на рис. 5:

B_L≈ 0,78

D_L ≈ 2,3

F_L ≈ 7,6

H_2L ≈ 45

Действующее значение напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора

U₂ = U_нB_L (11)

B

U₂ =460,2 B

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

I₂ = I_нD_L / p; (12)

По формуле (12) определяются величины тока I₂ для всех однотактных схем выпрямления. Ток I₂ двухтактных схем (однофазной и трехфазной мостовых) в 1,41 раз больше, так как за 1 период по вторичной обмотке проходят два импульса тока.

I₂ = 0,14*2,3/2=0,16 А

I₂ = 0,16 A

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора для двухтактных схем выпрямления рассчитывается по формуле

I₁ = I₂/k_тр (13)

где k_тр = U₁/U₂ - коэффициент трансформации. Величины I₁ для различных схем выпрямления приведены в табл. 3.

K_тр = 36 / 460,2 = 0,078

I₁ = 0,16/ 0,078 = 2,05 A

I₁ = 2,05 A

Габаритная мощность трансформатора P_ГАБ , определяющая его габаритные размеры, равна полусумме мощностей первичной P₁ и вторичной P₂ обмоток, т.е.

P_ГАБ = 0,5 (P₁ + P₂); (14)

P₁ = m₁ U₁ I₁ (15)

P₂ = m₂ U₂ I₂ (16)

где m₁ и m₂ – числа фаз первичной и вторичной обмоток. Величины P_ГАБ для различных схем выпрямления приведены в табл.3.

Таблица 3

Р_габ = Вт

Р_габ = 104,77 Вт

Среднее значение прямого тока диода I_Д.СР определяется выбранной схемой выпрямления.

А

I_Д.СР = 0,07 А

Действующее значение тока диода I _Д для всех схем выпрямления определяют по формуле (12).

I_Д = 0,16 А

Амплитудное значение тока диода I _{Д МАКС} определяют из уравнения (6), полагая в нем ωt=0 .

При этом получим:

I _{Д МАКС} = I_н^. F_L / p (17)

I_Д.МАКС =0,53 А

Обратное напряжение диода Uобр макс определяется выбранной схемой выпрямления и приведено в табл. 3.

Таблица 3

Uобр макс = 1,41 BU_Н = 1,41*0,78*590 = 648,88 B

U_{ОБР.МАКС} = 648,88 В

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения может быть определен из следующих соображений.

Так как сопротивление конденсатора для первой гармоники выпрямленного напряжения всегда много меньше сопротивления нагрузки X_C << R_Н, то переменная составляющая тока замкнется в основном через конденсатор. Для высших гармоник сопротивление конденсатора будет еще меньше, и поэтому с достаточной для практических расчетов точностью амплитуду пульсаций по первой гармонике можно определить из следующего выражения:

U_{МАКС 01} = I_{МАКС 01}^. X_C = I_{МАКС 01}/(p C) (18)

Характеристики

Список файлов учебной работы