Исходные данные для расчета

• Название: Исходные данные для расчета
• Дата: 07.06.2018
• Размер: 61.4 Kb.
• Имя файла: Raschetka_chernysheva.docx
• Тип: Документы; #46349

1. Исходные данные для расчета

№ варианта	Udn	Idn	Uc	∆ Uc%	Lm	Kn2	f, Гц	Схема выпрямления
6	40	2	220/380	±12/15	5	0,1	50	1

2. 
   Выбор тиристоров
   

Среднее значение тока вентиля:

I_в.ср=0,33* I_dn=0,66
Максимальное обратное напряжение на тиристорах:

U_{обр макс}=1,05* U_dn=42

Выбираем тиристор ТО125-10

∆U_{в пр} = 0,93(В) R_в.д = 13,4(Ом) U_{обр макс} = 100-1400(В)

I_в.ср = 10(А)

3. Расчет в первом приближении напряжения холостого хода выпрямителя

Падение напряжения на активном сопротивлении обмоток трансформатора:

∆U_�� = 0,1 * U_��n= 4(В)

Падение напряжения от комутации :

∆U_x = 0.05 * U_��n = 2(В)

Падение напряжения на активном сопротивлении дросселя:

∆U_���� = 0.1 · U_�� = 4(В)

Падение напряжения на активном проводов, соединяющих выпрямитель с нагрузкой, определим по формуле:

∆��_пр = 2 · �� · j = 0.7(В)

Таким образом, напряжение ХХ выпрямителя составит:

��_��xx = ��_��n + k_t* ∆��_в.пр + ∆��_�� + ∆��_x + ∆��_���� + ∆��_пр = 52.56(В)

4. Определение расчетной мощности трансформатора

Определим в первом приближении расчетное значение мощности цепи постоянного тока выпрямителя:

P_d0= ��_��xx * I_dn =105.12(Вт)

Примем в первом приближении расчетную мощность трансформатора:

S_тр = 1.05 · P_d0 = 110.38(Вт)
e_кз = 6.3(В)
Коэфициент мощности короткого замыкания:

cos(ф_кз) = 0.96

ф_кз = 16° 16'

tan(ф_кз) = 0.2918
Определим в первом приближнии ЭДС ХХ вторичной обмотки Е₂:

k_c = 0.88; k_cx = 2.34; α = 10^∘

E₂= U_dxx/ (k_c * k_cx * cos(α)) = 25,91

Активное сопротивление обмотки трансформатора проведенное ко вторичной стороне:

(Ом)
x_тр= R_тр*tan(ф_кз)=0,32; х_ф=х_тр
ϒ₀= ^o

Падение напряжения от явления коммутации для трехфазной мостовой схемы:


Для трехфазной мостовой схемы выпрямления эквивалентное активное сопротивление фазы:
=29
Падение напряжения на активных сопротивлениях обмоток трансформатора и динамических сопротивлениях тиристора:

=14,5
=29(Ом)

Падение напряжения на активных сопротивлениях обмоток трансформатора и динамических сопротивлениях тиристоров с учетом угла коммутации:





Определим величину напряжения ХХ выпрямителя с учетом рассчитанных падений напряжения:

��_��хх= ��_����+ ∆��_в.пр + ∆��_���� + ∆��_х + ∆��_���� + ∆��_пр = 55,2(В)
Уточненное значение напряжения холостого хода выпрямителя практически совпадает с принятым ранее значением и проводить корректировку расчетов не требуется

5. Расчет потер мощности и КПД выпрямителя

Действующее значение тока вторичной обмотки тансформатора без учета влияния коммутации:

Потери мощности на активных сопротивлениях обмоток трансформатора:


2

∆P_эл = 3 ·I² ·2 ·R_тр = 17.54(Вт)

Действующее значение тока вентиля:

Потери мощности в тиристорах:


в.д.

∆��_в = ��_����·2 · ∆��_в.пр. + ��² ·2 ·��_в.д. = 39,16(Вт)

Потери мощности на активном сопротивлении проводов, соединяющих выпрямитель с нагрузкой:

∆��_ш = ∆��_пр ·��_����= 1.4(Вт)

Пготери мощности на активном сопротивлении обмотки сглаживающего дросселя:

∆��_���� = ∆��_���� · ��_����=8 (Вт)

Сумма потерь мощности:

∑




∆�� = ∆��_Эл + ∆��_в + ∆��_ш + ∆��_����= 66,1(Вт)
КПД выпрямителя:

^���� ^{= ��}���� ^{* ��}����=80 (Вт)

�� =

��

����

^������

_{+ ∆��} = 0,55

6. Расчет сглаживающего фильтра

Ток цепи постоянного тока достигает своего минимального значения:

��_��min = 0.1 · ��_��n = 0.2(А); ��_��0 = ��_��xx = 55.2(В)

Амплитуда основной гармоники пульсаций:

��_о.г.т. = 0.34 ·��_��0 = 18.76(В)

Выполним условие тока основной гармоники:



Ток основной гармоники

��_о.г.т. = 0.1(А)

�� = 3 · �� · �� ·k_t ·m₂ = 1579.7

Считаем величину индуктивности сглаживающего дросселя



Последовательное соединение обмоток дросселя. При таком подключении дросселя и заданному значению I_dn и посчитенному L_d был выбран дроссель Д364 с параметрами: L=0.112 и I_об=1,6.

7. Оценка влияния коммутации на питающую сеть.

Рассчитаем относительное действующее значение высших гармоник напряжения питающей сети из-за явления коммутации :








Минимально допустимая величина мощности короткого замыкания питающей сети:


Это означает, что мощность короткого замыкания питающей сети должна быть больше мощности нагрузки в 145 раз.


Определим гармонический состав напряжения питающей сети, к которой подключен выпрямитель:

Отношение расчетной мощности выпрямителя (к мощности короткого замыкания питающей сети ( примем:


Угол коммутации γ= 3,6
Определим коэффициент трансформации трансформатора


Действующее значение тока, потребляемого кольцевой схемой выпрямителя из питающей сети без учета угла коммутации γ:


Коммутация несколько уменьшает действующее значение тока, потребляемого выпрямителей из питающей сети.
Действующее значение первой гармоники тока первичной обмотки без учета влияния коммутации определим по формуле:


Действующее значение тока любой высшей гармоники


Определим коэффициент мощности выпрямителя без учета и с учетом угла коммутации:



Коэффициент сдвига без учета угла коммутации:



Коэффициент мощности выпрямителя без учета угла коммутации:


Определим коэффициент искажения формы тока питающей сети кольцевой схемы выпрямления с учетом угла коммутации:



Определим коэффициент сдвига

Коэффициент мощности выпрямителя в целом при учете угла коммутации:


Результаты выполненных расчетов показывают, что процесс коммутации выпрямителя приводит к уменьшению коэффициента мощности за счет уменьшения величины коэффициента сдвига.
8. Вывод:
В работе был проведен расчет выпрямителя, работающего на управляемых тиристорах ТО125-10.
Были поведены расчеты среднего значения напряжения на выходе выпрямителя в режиме холостого хода. В ходе работы не пришлось делать пересчет значения ,т.к уточненное значение напряжения холостого хода выпрямителя практически совпало с принятым ранее значением. Затем был произведен расчёт потерь мощности и КПД выпрямителя.
Далее был произведен расчет сглаживающего фильтра. Для вычисления значения индуктивности и для данного по условию значения номинального тока, был выбран дроссель типа Д364.
Дальше была произведена оценка влияния коммутации на питающую сеть. Коммутация немного уменьшила действующее значение тока, потребляемого выпрямителя из питающей сети. Аналогичное явление происходит с коэффициентом мощности выпрямителя. Процесс коммутации выпрямителя приводит к уменьшению коэффициента мощности за счет уменьшения величины коэффициента сдвига.