контр.2.2. Контрольная работа 2 Расчет управляемого выпрямителя по дисциплине Основы преобразовательной техники Вариант 41
 Скачать 88.88 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра промышленной электроники (ПрЭ) Контрольная работа №2 «Расчет управляемого выпрямителя» по дисциплине «Основы преобразовательной техники» Вариант № 41 ВЫПОЛНИЛ студент группы з-369П6-1 Антипенко А.А. «11»января 2023г. ПРОВЕРИЛ Старший преподаватель кафедры ПрЭ Мишуров В.С. «__»___________2022г. ТОМСК 2022 Схема электрическая принципиальная и исходные данные. Вариант № 41 : Номер строки 1; Номер столбца 5. Схема по рис. 4.1а.  Рис. 1 Схема управляемого выпрямителя с обратным диодом. Таблица 1 – исходные данные для варианта 41.
U1- действующее значение напряжения питающей сети (т.е. напряжение первичной обмотки трансформатора); ΔU1 – диапазон изменения напряжения питающей сети; Ls - индуктивность рассеяния (фазы) трансформатора, приведенная к вторичной стороне; kпвых - коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке (на выходе фильтра); f – частота питающей сети; Ud - выпрямленное напряжение (нагрузки); Id – ток нагрузки. 2. Выражения в общем виде для регулировочной и внешней характеристик выпрямителя. Регулировочная характеристика (зависимость выпрямленного напряжения от угла управления тиристорами ) для схемы однофазного управляемого выпрямителя с обратным диодом: Ud = Ud0  ,Ud0 = 0,9U2, где Ud0 - выпрямленное напряжение при α = 0. Внешняя характеристика (зависимость напряжения на выходе от тока нагрузки Ud = ƒ( Id ) ). Ud = Ud0  cosα– ΔUx – ΔUr – Uпр ,где ΔUx- индуктивное падение напряжения определяемое по формуле: ΔUx =  ,Uпр – падение напряжения на тиристоре, ΔUr– активное падение напряжения на обмотках трансформатора. 3. Определить минимальное требуемое значение напряжение вторичной обмотки трансформатора U2min. Активным падением напряжения и падением напряжения на полупроводниковых приборах пренебречь и учесть, что минимальное значение угла управления αmin составляет для однофазных выпрямителей – 30°. По условию контрольной работы примем величины ΔUrи Uпр равными нулю. Уравнение внешней характеристики примет вид: Ud = Ud0 cos α – .По внешней характеристике определим минимальное требуемое значение Ud0 при αmin = 30°. Xs = 2π f Ls = 2π 50 2,5  = 0,785 Ом.Ud0min =  =  = 50,23 В.Тогда минимальное требуемое значение действующего напряжения вторичной обмотки трансформатора U2min : U2min=  =  = 55,81 В.4. Рассчитать коэффициент трансформации трансформатора, используя минимальное значение напряжения питающей сети U1minи минимальное требуемое значение напряжения вторичной обмотки трансформатора U2min. kтр =  =  =  = 3,35.5. Рассчитать минимальное значение угла управления αmax (при максимальном значении напряжения питающей сети и минимальном значении тока нагрузки Idmin = 0,1Id. Максимальное значение действующего напряжение вторичной обмотки трансформатора: U2max =  =  =  = 72,24 В.Отсюда: Ud0max = 0,9 U2max = 0,9 72,24 = 65 В.Из выражения для внешней характеристики выразим значение cosαmax. cos αmax =  =  = 0,648 .Тогда значение угла αmax: αmax = arccos(0,648) = 49,61°. 6. Определить угол коммутации γ. При расчете γ следует использовать максимальные значения напряжения вторичной обмотки трансформатора и угла управления. Угол коммутации найдём благодаря формуле: ΔUx =   .где ΔUx= =  = 1,5 В.При расчете γ будем использовать максимальные значения напряжения вторичной обмотки трансформатора и угла управления. cos αmax - cos (αmax+  ) =  =  = 0,0461. cos (αmax+ ) = 0,648 – 0,0461 = 0,602.(αmax+ ) = arccos 0,602 = 55,99°. = 55,99 – 49,61 = 6,38°.7. Рассчитать коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя. Формула расчёта для однофазной схемы: kпвх =   =  = 0,902.8. Рассчитать требуемый коэффициент сглаживания и величину индуктивности сглаживающего дросселя. Коэффициент сглаживания находится по формуле: kСГ =  =  = 9,02.Максимальное сопротивление нагрузки: Rdmax =  =  = 70 Ом.Индуктивность сглаживающего дросселя найдём по формуле: L =   =   = 0,998 Гн.9. Построить внешние характеристики выпрямителя при углах управления αmax и αmin. Уравнение внешней характеристики: Ud = Ud0 cosα– .При угле управления αmin= 30° и напряжении Ud0min= 50,23 В: Ud (Id) = 50,23 cos 30° -  = 43,5 – 0,25 Id.При угле управления αmax = 49,61° и напряжении Ud0max = 65 В: Ud (Id) = 65 cos 49,61° - = 42 – 0,25 Id. Полученные внешние характеристики приведены на рис.2  Рис.2 Внешние хар-ки выпрямителя 10. Рассчитать основные электрические параметры элементов схемы: – для трансформатора – действующие значения токов вторичной и первичной обмоток, расчетную мощность; – для полупроводниковых приборов – средние значения токов и амплитуды обратных напряжений. Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора: I2 =  =  = 4,24 A.Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора: I1 =  =  = 1,79 А.Расчетная мощность трансформатора: SТ= 1,34 Pd = 1,34 Ud Id = 1,34 42 6 = 337,68 Вт.Среднее значение тока полупроводниковых приборов: Iv =  =  = 3 A.Амплитуда обратного напряжения полупроводниковых приборов: Uт обр = π Ud= π 42 = 131,95 В.11. Привести диаграммы изменения во времени при α = αmax следующих величин: – напряжения первичной обмотки трансформатора; – напряжений на полупроводниковых приборах; – напряжения на дросселе; – тока вторичной обмотки трансформатора; – токов полупроводниковых приборов. – напряжения первичной обмотки трансформатора (Рис.3);  Рис.3 - напряжение на дросселе (Рис.4);  Рис.4 - напряжение на полупроводниковых приборах (Рис.5);  Рис.5 - токи на полупроводниковых приборах VS1,VS2,VD (Рис.6);  Рис.6 - токи вторичной обмотки трансформатора (Рис.7);  Рис.7 Список используемой литературы - Основы преобразовательной техники : учебное пособие / Б. И. Коновалов, В. С. Мишуров. – Томск : ФДО, ТУСУР, 2017.- 172 с. - Основы преобразовательной техники : учебное методическое пособие / Б. И. Коновалов, В. С. Мишуров. – Томск : ФДО, ТУСУР, 2017. – 57 с. |
