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

30923. Ретикулярная формация 35.5 KB
  Нисходящее тормозящее влияние на спинной мозг 2. Восходящее активирующее влияние на кору больших полушарий. Нисходящее ретикулоспинальное влияние РФ: Слабое одностороннее раздражение торможение на той же стороне. Восходящее ретикулокортикальное влияние РФ: Особенности восходящего влияния РФ: 1.
30924. Кора больших полушарий 41.5 KB
  Нейроны коры не имеют непосредственной связи с внешней или внутренней средой т. Методы изучения функций коры больших полушарий: 1. Человек аненцефал врожденное отсутствие коры БП. Отсутствие коры больших полушарий у человека несовместимо с жизнью.
30925. Межполушарные взаимоотношения 27.5 KB
  Абстрактное мышление и сознание связаны с левым полушарием а конкретно чувственное мышление с правым полушарием. А Правое полушарие осуществляет обработку всей поступившей информации одновременно синтетически по принципу дедукции при этом лучше воспринимаются пространственные и относительные признаки предмета; Б Левое полушарие проводит обработку поступившей информации последовательно аналитически по принципу индукции лучше воспринимаются абсолютные признаки предмета и временные отношения. А Правое полушарие обуславливает более...
30926. Анализаторы 60 KB
  Суживающаяся воронка слой фоторецепторов 130 млн. По горизонтали в каждом слое различные свойства рецепторов в сетчатке палочки и колбочки; в свою очередь колбочки подразделяются на воспринимающие красный зеленый и фиолетовый цвет. Адаптация рецепторов. Некоторые рецепторы кроме обычной чувствительной иннервации по которой сигналы от рецепторов поступают в мозг получают эфферентные волокна.
30927. Зрительный анализатор 43 KB
  Строение и функции оптической системы глаза. Изза этого происходит преломление световых лучей внутри глаза. Преломляющая сила для здорового глаза для рассмотрении на далеких расстояниях составляет 59 D а при рассмотрении близких предметов 705 D. Обеспечивает приспособление глаза к ясному видению предметов расположенных на различном расстоянии.
30928. Топология. Функциональный анализ. Учебник 6.26 MB
  Слово «топология» относят ныне к двум разделам математики. И изначально для каждого из них имелись свои определения при слове «топология». Одну топологию, родоначальником которой был Пуанкаре, называли долгое время комбинаторной, за другой (у истоков ее были исследования Кантора) закрепилось название общей или теоретико-множественной
30929. Гідрогазодинаміка. Курс лекцій 5.25 MB
  Метою вивчення дисципліни ”гідрогазодинаміка” є засвоєння студентами понять і законів гідравліки і газодинаміки та застосування їх надалі у процесі вивчення спеціальних дисциплін та проведення необхідних інженерних розрахунків. Предмет ”Гідрогазодинаміка” базується на дисциплінах ”Вища математика”, ”Фізика”, ”Теоретична механіка”, ”Прикладна механіка”, ”Термодинаміка”
30930. Финансы и кредит. Конспект лекций 1.74 MB
  Размер процентной ставки зависит от ряда объективных и субъективных факторов: общего состояния экономики, в том числе денежно кредитного рынка, кратковременных и долгосрочных ожиданий его динамики, вида сделки, ее валюты, срока кредита и т.д.
30931. Проектирование информационных систем (ИС) CASE средствами 638.5 KB
  Современные крупные проекты ИС характеризуются как правило следующими особенностями: сложность описания достаточно большое количество функций процессов элементов данных и сложные взаимосвязи между ними требующая тщательного моделирования и анализа данных и процессов; наличие совокупности тесно взаимодействующих компонентов подсистем имеющих свои локальные задачи и цели функционирования например традиционных приложений связанных с обработкой транзакций и решением регламентных задач и приложений аналитической обработки...