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

959. Описание торгово–технологического процесса продажи вареных колбас и меховых товаров 367 KB
  Технология продажи непродовольственных товаров. Описание организации товароснабжения непродовольственных товаров в магазин. Характеристика процесса приёмки непродовольственных товаров по количеству и качеству. Хранение продовольственных товаров в условиях магазина. Правила безопасных условий труда при работе на ККМ. Освещение вопросов материальной ответственности в магазине.
960. Исследование физических свойств механизма 449.5 KB
  Определение недостающих размеров механизма. Определение уравновешивающей силы методом рычага Жуковского. Геометрический расчет равносмещённого зубчатого зацепления. Определение скоростей и частот вращения звеньев. Синтез плоского кулачкового механизма.
961. История экономической мысли 521.5 KB
  Предмет и метод истории экономической мысли. Неолиберализм (западногерманский). Экономическая мысль древнего Китая. Российская экономическая мысль советского периода. Российский марксизм о развитии капитализма в России. Экономические теории последователей Кейнса (Харрод, Хансен, Сраффа). Элементы политики меркантилизма в России. Теория западного или индустриального капитализма.
962. Теория и практика бокса 185 KB
  Планирование тренировочных занятий боксеров. Физическая подготовка боксеров. Боевые позиции и боевая стойка. История возникновения бокса. Классификация технических действий боксеров. Биомеханические основы движений боксеров.
963. Разработка электропитающей установки 435.5 KB
  Выбор системы электропитания станционных устройств. Структурно-функциональный состав ЭПУ поста ЭЦ. Расчет преобразователя ппв-1 (полупроводниковый преобразователь выпрямитель). Расчет мощности рельсовых цепей и преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК. Расчет вводной панели ПВ-ЭЦК, нагрузки на внешние сети переменного тока и выбор ДГА.
964. Разработка базы данных для книжного магазина 590 KB
  В магазине хранится огромное количество книг, услугами магазина пользуются довольно много людей. Для обеспечения оперативности ведения информации о книгах и клиентах необходима автоматизированная система, основанная на современной базе данных. Использование базы данных и автоматизированной системы для работы с базой данных существенно сократит время обслуживания клиентов и время работы с библиотекой по систематизации информации о книгах, по сбору информации о должниках и многие другие задачи.
965. Знакомство с предприятиями, специализирующихся на механической обработке древесины 177.5 KB
  ОАО Лесопильно - деревообрабатывающий комбинат №3. Завод клееной древесины ООО Кардинал. Архангельский фанерный завод. Новодвинская мебельная фабрика.
966. Разработка программы для гипотетического (иллюстрированного) микропроцессора 425 KB
  Задан массив из пяти элементов - целых положительных чисел. Необходимо написать программу для гипотетического (иллюстрированного) микропроцессора. Эта программа позволит выполнять различные манипуляции с элементами массива.
967. Изучение стандартных функций MS Excel, позволяющих автоматизировать процесс решения финансовых задач 873.5 KB
  Анализ предметной области финансовых задач. Описание средств электронной таблицы MS Excel для проведения экономических расчетов. Реализация технологии решения задачи с использованием электронного табличного процессора.