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

49399. Устройство сбора телеметрической информации с оценкой измеряемой величины с порогом 239.5 KB
  МикроЭВМ цифровая ЭВМ с интерфейсом ввода вывода состоящая из МП памяти и при необходимости пульта управления и источников питания объединенных в единой несущей конструкции. ША предназначена для передачи адресов от МП к блоку памяти и внешних устройств. Программа обработки с распределением команд по ячейкам памяти. Адрес памяти Метка Команда мнемоника код Число тактов Время выпол Комментарий 8000h LXI D 8037h 10 10 Запись адреса ячейки памяти предназначенную для данных с датчиков в регистр D 80030h M0 MVI B Fh 06 7 35 Записываем...
49400. Проектирования газотурбинного двигателя мощностью 16 МВт для привода нагнетателя природного газа, на базе конвертированного авиационного двигателя НК-16-СТ 955.65 KB
  Кратко даны обоснование и описание конструкции газотурбинного привода, технология эксплуатации, рассмотрены вопросы безопасности и экологичности проекта, стандартизации и метрологии, определена экономическая эффективность инвестиций замены ГТД. В качестве иллюстрации полученных результатов выполнен ряд графических работ.
49401. Расчет одномерных систем автоматического управления 1.09 MB
  Такие системы управления называются следящими. Самонастройка системы на оптимум какоголибо из показателей объекта или системы. Это может быть обеспечение и экстремального значения управляемой величины и максимального быстродействия системы управления путем подстройки её параметров и режима работы объекта оптимального в определенном заданном смысле. Системы управления разделяются на разомкнутые и замкнутые.
49402. Устройство сбора телеметрической информации c оценкой измеряемой величины 247 KB
  Конструктивная реализация устройства включает в себя ряд коммутаторов с подключенными к ним дешифраторами аналоговоцифровой преобразователь АЦП и микропроцессорный блок включающий в себя сам микропроцессор тактовый генератор и память ПЗУ и ОЗУ. Описание работы схемы Чтобы считать с определенного датчика сигнал необходимо выбрать коммутатор его канал и запустить АЦП. Из ША разряды А1 А2 А3 и А4 поступают на коммутаторы К1К63 которые снимают показания датчиков затем сигнал поступает на коммутаторы К64К67 которые выбирают какой из...
49403. Устройство селекции ВИК 170 KB
  В работе выполнена разработка структурной схемы алгоритма работы устройства программного обеспечения а также приведен расчет требуемой памяти. Задачи решаемые современными устройствами постоянно усложняются. Перспективными представляются селектирующие устройства на микропроцессорах. Преимуществами таких устройств является возможность накопления информации от различных источников в регистрах общего назначения РОНАХ и их анализа согласно выбранным критериям осуществление оперативной настройки на различные коды без существенного...
49404. Разработка тренинга командообразования 564.65 KB
  Осуществить теоретический анализ понятий команда, командообразование; рассмотреть основные сферы деятельности команд; определить принципы организации командной формы работы; рассмотреть основные технологии психологического тренинга; выделить основные виды, парадигмы тренинга