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

62412. Общество как система. Подсистемы общества и их взаимосвязь 280.21 KB
  Подсистемы общества и их взаимосвязь Время 2 часа Вопросы: Общество как целостная динамичная система. Краткая характеристика подсистем общества и их взаимосвязь Первый вопрос: Общество как целостная динамичная система Социология наука изучающая общество.
62414. ПОНЯТИЕ ОБЩЕСТВЕННОГО ПРОГРЕССА 27.5 KB
  Общественный прогресс – совокупность всех поступательных изменений в обществе, его развитие от простого к сложному, переход с более низкого уровня на более высокий. Периоды развития общества: прогресс (от лат. progressus – движение вперед) – направление развития, для которого характерен переход от низшего к высшему...