4148

Визначення основних параметрів однофазного випрямляча, що працює від мережі змінного струму із ступінчатою формою напруги

Практическая работа

Энергетика

Розрахунково-графічна робота з курсу: Енергетична електроніка на тему Визначення основних параметрів однофазного випрямляча, що працює від мережі змінного струму із ступінчатою формою напруги...

Украинкский

2014-11-21

399 KB

12 чел.

Розрахунково-графічна робота

з курсу: Енергетична електроніка

на тему:"Визначення основних параметрів однофазного випрямляча, що працює від мережі змінного струму із ступінчатою формою напруги

варіанту: а = 3, b = 1, c = 4

табл.1  = 4;

табл.2  = 5;

табл.3  = 8;

Вихідні дані:

Півперіод Т/2 діючої напруги (мс)

0,9

Опір навантаження RH (Ом)

25

Напруга Е1 (В)

50

Напруга Е2 (В)

20

Напруга Е3 (В)

40

Тривалість інтервалу 1 (мс)

4.5

Тривалість інтервалу 2 (мс)

3.0

Тривалість інтервалу 3 (мс)

1.5

Завдання

Для заданої схеми випрямляча та відомих параметрах напруги  мережі, вважаючи трансформатор та вентилі ідеальними, а коефіцієнт трансформації трансформатора

1. Побудувати у відповідному масштабі часові діаграми струмів та напруг  на обмотках трансформатора, вентилях та навантаженні, при активному (R) навантаженні випрямляча.

Розрахувати:

  •  середнє значення випрямленої напруги та струму UHCP, IHCP;
  •  режим роботи вентилів випрямляча:
    •  середнє значення струму вентиля IVDcp;
    •  діюче значення струму вентиля IVDд;
    •  амплітуду зворотної напруги на вентилі UVDm;
    •  коефіцієнт форми струму вентиля КФ;
    •  коефіцієнт використання вентиля за напругою KVDu;

Вибрати за допомогою довідника відповідний тип вентиля, та навести його основні параметри;

  •  розрахункові потужності первинної та вторинної обмоток трансформатора S1 та S2, а також типову (розрахункову) потужність трансформатора ST;
  •  коефіцієнт використання трансформатора за потужністю КTVp;
  •  коефіцієнт потужності випрямляча χ;
  •  розкласти в ряд Фур'є випрямлену напругу UH(t) та визначити сталу складову Uо, а також амплітуду першої гармоніки пульсації UM(1);
  •  розрахувати коефіцієнт пульсації випрямленої напруги за першою гармонікою Kn(1);

Схема з нульовим виводом трансформатора:


Будуємо часові діаграми струмів та напруг на обмотках трансформатора, вентилях та навантаженні, при активному (
R) навантаженні випрямляча:

– напруга на першій u1(t) та другій u2(t) обмотці трансформатора однакова (трансформатор ––ідеальний, а коефіцієнт трансформації  за умовою) має вигляд:

струм і1(t) у першій обмотці трансформатора має вигляд:

– напруга uVD1(t) на діоді VD1 має вигляд:

струм іVD1(t) у діоді VD1 та струм і'2(t) співпадає і має вигляд:

– напруга uVD2(t) на діоді VD2 має вигляд:

– струм іVD2(t) у діоді VD2 та струм і''2(t) співпадає і має вигляд:


– напруга
uRн(t) на навантаженні має вигляд:

струм іRн(t) у навантаженні має вигляд:

Розрахуємо:

середнє та діючі значення випрямленої напруги та струму UHср, IHср, UД, IД,:


режим роботи вентилів випрямляча:

– середнє значення струму вентиля IVDcp:

струм у будь-якому діоді на одній половині періоду співпадає із струмом у навантаженні, а на іншій половині дорівнює нулю, то середнє значення буде в два рази меншим за середній струм у навантаженні, отже:

 

– діюче значення струму вентиля IVDд для обох діодів однакове:

– амплітуду зворотної напруги на вентилі UVDm:

– коефіцієнт форми струму вентиля КФ::

– коефіцієнт використання вентиля за напругою KVDu:

Вибираємо за допомогою довідника діод Д227А з такими параметрами:

;

;

.

розрахункові потужності первинної та вторинної обмоток трансформатора S1 та S2, а також типову (розрахункову) потужність трансформатора ST:

коефіцієнт використання трансформатора за потужністю КTVp:


коефіцієнт потужності випрямляча
χ:

діючі значення напруги та струму на навантаженні, рівні діючому значенню напруги і струму в первинній обмотці трансформатора то:

розкладемо в ряд Фур'є випрямлену напругу UН(t) та визначимо сталу складову U0, а також амплітуду першої гармоніки пульсації UM(1):

будь-яка функція представлена рядом Фурє має наступний вигляд:

Запишемо результати для першої гармоніки:


Графік напруги на навантаженні u(t), середньої напруги на навантаженні uНср(t), а також першої гармоніки пульсацій u1(t) мають наступний вигляд:

розрахувати коефіцієнт пульсації випрямленої напруги за першою гармонікою Kn(1).

Висновок

В ході виконання даної розрахунково-графічної роботи були визначені основні параметри однофазного випрямляча, що працює від мережі змінного струму із ступінчатою формою напруги при використанні однофазної схеми з нульовим виводом трансформатора.

Розрахунок був проведений в математичному пакеті MathCad. Отримані параметри цілком задовольняють очікуваним теоретично, що свідчить про вірність розрахунку. Наприклад, коефіцієнт потужності випрямляча дорівнює 1 тому, що в схемі навантаження має лише активний характер.

А завдяки зробленим розрахункам можна за допомогою довідника обрати діод Д227В з такими параметрами:

;

;

.


U1
, В

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

0

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

100

-

80

-

60

-

40

-

20

-

20

40

60

80

100

u

1

t

(

)

t

t, c

i1, A

t, c

t,c

t,c

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

10

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

2

-

1.6

-

1.2

-

0.8

-

0.4

-

0.4

0.8

1.2

1.6

2

i

1

t

(

)

t

t, c

t, c

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

10

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

100

-

90

-

80

-

70

-

60

-

50

-

40

-

30

-

20

-

10

-

u'

2

t

(

)

t

UVD1, B

iVD1, А

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

10

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

i'

2

t

(

)

t

t, c

t, c

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

10

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

100

-

90

-

80

-

70

-

60

-

50

-

40

-

30

-

20

-

10

-

u''

2

t

(

)

t

UVD2, B

iVD2, А

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

10

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

i''

2

t

(

)

t

t, c

URн, B

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

10

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

u

н

t

(

)

t

t, c

iRн, A

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

10

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

0.333

0.667

1

1.333

1.667

2

i

н

t

(

)

t

t, c

U, UНср, U1, В

0

1.5

10

4

-

´

3

10

4

-

´

4.5

10

4

-

´

6

10

4

-

´

7.5

10

4

-

´

9

10

4

-

´

1.05

10

3

-

´

1.2

10

3

-

´

1.35

10

3

-

´

1.5

10

3

-

´

1.65

10

3

-

´

1.8

10

3

-

´

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

u

н

t

(

)

u

Hcp

t

(

)

f

1

t

(

)

t

t, c


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

49983. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ДИСПЕРСИИ 472.5 KB
  В качестве диспергирующих элементов используются спектральные призмы действие которых основано на явлениях преломления и дисперсии света дисперсионные призмы. Ширина спектральной линии определяется дифракцией света на оправе призмы или на краях диафрагмы ограничивающей световой поток падающий на призму. Качество спектра определяется угловой дисперсией и разрешающей способностью призмы.
49984. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СВЕТА ПРИ НАБЛЮДЕНИИ КОЛЕЦ НЬЮТОНА 747 KB
  Приборы и принадлежности: микроскоп МБС10 светофильтры источник белого света микрометр окулярный винтовой МОВ116Х или окуляр со шкалой объект – микрометр ячейка для получения колец Ньютона блок питания для лампы осветителя. Оно окружено системой чередующихся светлых и темных колец ширина и интенсивность которых постепенно убывают по мере удаления от центрального пятна. Светлые кольца соответствуют d для которых...
49986. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИИ СВЕТА 252.5 KB
  Световые лучи испытывают дифракцию на щели S2 или на нити находящейся в этой же плоскости. Ширину щели S2 можно регулировать микровинтом. Выберите для начала ширину щели S2 достаточно большую например 1 2 мм. Поместите микроскоп М в такое положение которое позволяет наблюдать резкое изображение щели S2 находящееся в центре шкалы.
49987. ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ 337 KB
  Рассчитать основанные характеристики решетки: период d число штрихов N дисперсию D и разрешающую способность R. Если через обозначить ширину щели а через b ширину непрозрачного промежутка то величину d = b называют периодом или постоянной дифракционной решетки. Из теории колебаний известно что для тех направлений для которых в разности хода укладывается целое число длин волн  = k возникают максимумы интенсивности которые называют главными и тогда основная формула для дифракционной решетки имеет вид...
49988. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕТА С РАЗЛИЧНЫМИ СОСТОЯНИЯМИ ПОЛЯРИЗАЦИИ 269.5 KB
  Краткое теоретическое введение Свет в котором в каждый момент времени векторы Е и Н будучи взаимно перпендикулярны друг другу беспорядочно меняют свое направление в плоскости Р перпендикулярной направлению распространения света рис. 4 Получение линейно поляризованного света и его анализ Линейно поляризованный свет получают из естественного света с помощью устройств которые называются поляризаторами. Действие поляризаторов основывается на использовании либо закона Брюстера для отражения и преломления света на границе раздела...
49989. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕТА С РАЗЛИЧНЫМИ СОСТОЯНИЯМИ ПОЛЯРИЗАЦИИ 822.5 KB
  Приборы и принадлежности: прибор ПКС125 включающий поляроидполяризатор диаметром 125 мм анализатор находящийся во вращающейся оправе с градусными делениями и нониусом который позволяет определять угол поворота анализатора с точностью до 1 10 градуса источник света лампа накаливания мощностью 60 Вт; приемник излучения фотосопротивление источник питания для фотосопротивления микроамперметр светофильтр для выделения света с длиной волны для которой кристаллическая пластинка является пластинкой λ 4†измерительный прибор...
49990. ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СВЕТА НА ДВУХЛУЧЕВОМ ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВОЗДУХА 836.5 KB
  До точки Р волна проходит в среде с показателем преломления n1 путь s1 вторая волна проходит в среде с показателем преломления n2 путь s2. Интерферометр Жамена предназначен для измерения небольших изменений показателей преломления. Для уяснения принципа действия такого рефрактометра вообразим что на пути одного из интерферирующих лучей помещен плоскопараллельный слой какоголибо вещества толщиной с показателем преломления n2.
49991. ИЗУЧЕНИЕ ФОТОЭЛЕМЕНТА С ВНЕШНИМ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЭФФЕКТОМ 120.5 KB
  Внешний фотоэффект используют в приборах называемых фотоэлементами . Измерение основных характеристик фотоэлемента Фотоэлемент представляет собой стеклянный баллон рис. Анод фотоэлемента 3 изготовлен в виде диска или сферы помещенного в центре баллона.