Расчет электропитающих устройств по дисциплине Силовая электроника
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Омский государственный технический университет Кафедра «Электрическая техника» РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА на тему: «Расчет электропитающих устройств» по дисциплине: Силовая электроника Вариант 5 Выполнил: __________________ Проверил: __________________ Омск 2019 г. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1. РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА АКТИВНУЮ НАГРУЗКУ 4 1.1 Выбор рациональной схемы выпрямителя 4 1.2 Расчет качественных показателей выпрямителя 5 2. РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА АКТИВНО-ИНДУКТИВНУЮ НАГРУЗКУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ 7 3. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА ЕМКОСТНОЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ 10 Приложение А 12 Приложение Б 13 Приложение В 14 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 15 Введение Энергия, содержащаяся в природных источниках (каменный уголь, вода и т.п.) является первичной, а устройства, преобразующие её в энергию электрическую, называются источниками первичного электропитания (ИПЭ). Непосредственное использование ИПЭ затруднено тем, что их выходное напряжение в большинстве случаев стандартное переменное. Между тем почти половина электроэнергии потребляемой в нашей стране потребляется в виде постоянного напряжения различных значений или тока нестандартной частоты. Потребителями могут служить: электропривод (активно-индуктивная нагрузка), лампы, нагревательные устройства (активная нагрузка), сварочные аппараты, технологические установки (активно-емкостная нагрузка) и т.д. Питание подобных потребителей осуществляется от источников вторичного электропитания (ИВЭ). ИВЭ – это устройства, предназначенные для преобразования электроэнергии ИПЭ до вида и качества, обеспечивающих нормальное функционирование питаемых им потребителей. В состав ИВЭ, в соответствии с рисунком, кроме самого устройства ИВЭ могут входить дополнительные устройства.  В данной работе подлежит разработке и расчёту полная принципиальная схема. 1. Расчет выпрямителя на активную промышленную нагрузку Рассчитать неуправляемый выпрямитель с активной нагрузкой (без потери напряжения в фазах выпрямителя), если известны среднее значение выпрямленного напряжения и тока: U0 = 24 В, I0 = 30 А. Требуется: 1. Определить рациональный тип схемы выпрямителя. Вычертить принципиальную и эквивалентную схемы этого выпрямителя. 2. Вычислить частоту fП(1) и коэффициент пульсаций kП(1) выпрямленного напряжения u0 по основной гармонике; величину сопротивления R0 нагрузки и её мощность P0, среднее Iпр.v и эффективное Iэфф.v значения прямого тока вентиля, действующие значения фазных ЭДС E2 и тока I2 вентильных обмоток трансформатора. 3. Вычертить, соблюдая масштаб по оси ординат и по оси абсцисс (-π/2≤ωt≤5π/2), кривые мгновенных значений: фазных ЭДС e2, выпрямленного напряжения u0 (отметить уровень U0) и обратного напряжения uобр.v на вентиле (отметить уровень Umax.v), а также тока i2 вентильной обмотки трансформатора (отметить уровень I2) и прямого тока iпр.v вентиля (отметить уровни Iпр.v и Iэфф.v). 1.1 Выбор рациональной схемы выпрямителя Для определения типа схемы выпрямителя рассчитаем мощность, потребляемую в нагрузке P0 = U0·I0 , (1.1) P0 = 24·30 = 720 Вт Поскольку мощность нагрузки менее 5 кВт, наиболее рациональным типом выпрямителя будем считать однофазную мостовую схему, принципиальная схема которого изображена на рисунке 1.1.  Рисунок 1.1 – Принципиальная схема однофазного мостового выпрямителя Принимаем допущение, что в фазах нет потерь, пороговое напряжение, динамическое сопротивление прямой ветви ВАХ диода, а также индуктивность рассеяния и активное сопротивление обмоток трансформатора равны нулю: Uпор.v = 0, Rg.v = 0, Ls = 0, RT + p Rg.v. Тогда эквивалентная схема примет вид в соответствии с рисунком 1.2:  Рисунок 1.2 – Эквивалентная схема однофазного мостового выпрямителя с учетом допущений 1.2 Расчет качественных показателей выпрямителя Вычисляем частоту пульсаций fП(1) по формуле fП(1) = m2·p·f1 , (1.2) где m2 – число фаз вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, m2=1; p – тактность выпрямителя, p = 2; f1 – частота питающей сети, f1 = 50 Гц. fП(1) = 1·2·50 = 100 Гц. Вычисляем коэффициент пульсаций kП(1) по формуле kП(1) =  , (1.3)kП(1) = |