Проектирование силовых блоков полупроводникового преобразователя

Курсовой проект - Физика

Другие курсовые по предмету Физика

80.6240.619600.50.4950.4910.4860.4810.47661,10.4830.4790.4740.4690.4640.459700.3420.3370.3320.3280.3230.318800.1730.1690.1640.1590.1550.15

В инверторном режиме внешняя характеристика описывается выражением:

 

(3.1.6)

 

где - угол опережения,

В относительных единицах (3.1.6) будет иметь вид:

 

(3.1.7)

В инверторе существует граница предельного тока, зависящая от углов и :

 

(3.1.8)

 

где ,

- угол восстановления запирающих свойств вентиля

 

, (3.1.9)

 

где - частота питающей сети, ;

- время выключения тиристора, [3,с.176]

По формуле (3.1.9):

 

 

Для обеспечения устойчивой работы инвертора необходимо ограничить угол минимальным значением .

Примем и определим из соотношения

 

;(3.1.10)

 

По формуле (3.1.9):

 

Уравнение границы предельного тока подсчитаем по формуле (3.1.8)

 

(3.1.11)

 

Тогда формула (3.1.7) примет вид:

 

(3.1.12)

 

Внешняя характеристика в инверторном режиме строится по формуле (3.1.12) и заполняется табл.6: граница предельного тока строится по формуле (3.1.11) и заполняется табл. 7. соответственно.

Внешняя характеристика в инверторном режиме

 

Таблица 6.

00.20.40.60.81.09000.00470.00940.01410.0190.0235800.1730.1780.1830.1880.1920.197700.3420.3460.3510.3560.3610.366600.50.5050.5090.5140.5190.524500.6420.6470.6520.6570.6620.666400.7660.7710.7750.780.7850.789300.8660.8710.8750.880.8850.889200.9390.9440.9490.9540.9580.963

Граница предельного тока

 

Таблица 7.

00.20.40.60.81.0-0.968-0.963-0.959-0.954-0.949-0.944

По данным из таблиц 5, 6, 7. строим внешнюю характеристику преобразователя в выпрямленном и инверторном режиме.

 

Рис. 8. Внешняя характеристика преобразователя.

 

3.2 Расчет регулировочной характеристики

 

Регулировочная характеристика, т.е. зависимость выпрямленного напряжения от угла регулирования , определяется следующим выражением:

 

(3.2.1) [3,с.82]

 

В относительных единицах (3.2.1) примет вид:

 

(3.2.2),

 

т.е. регулировочная характеристика тиристорного комплекта имеет вид косинусоиды.

 

Таблица 8

030609012015018010,8660,50-0,5-0,866-1

Рис.9. Регулировочная характеристика.

 

4. Расчет энергетических показателей установки

 

4.1 Расчет коэффициента полезного действия

 

КПД выпрямителя характеризуется отношением активной мощности, отдаваемой в нагрузку к полной активной мощности, потребляемой выпрямительной установкой от питающей сети.

КПД выпрямителя определяется выражением

 

,(4..1.1)

 

где - суммарная мощность потерь выпрямителя

 

, (4.1.2) , где

 

-потери мощности в сглаживающем дросселе и реакторах

1500 Вт

- потери в вентилях

Потери в вентилях складываются из потерь при их отключении и потерь при протекании прямого тока. При работе на частоте 50 Гц потери при переключении можно не учитывать, поэтому можно записать:

 

,(4.1.3)

 

где - количество вентилей в схеме выпрямителя, ;

- падение напряжения на вентилях, , примем ;

- средний ток вентиля =106,7А

По формуле (4.1.3):

- потери в силовом трансформаторе

 

,(4.1.4)

 

где - потери в стали: [табл.1]

- потери в меди: [табл.1]

По формуле (4.1.4):

- потери во вспомогательных устройствах

Величина от ,тогда примем

По формуле (4.1.2):

По формуле (4.1.1):

 

4.2 Расчет коэффициента мощности

 

Коэффициент мощности выпрямителя находится по формуле:

 

,(4.2.1)

 

где - коэффициент искажения формы кривой потребляемого тока, ;

- угол сдвига первой гармоники тока относительно напряжения питания,

 

(4.2.2)

 

Угол коммутации может быть определен:

 

,

 

где m=6

Тогда:

 

Заключение

 

В результате технического задания был разработан полупроводниковый преобразователь, работающий в выпрямительном и инверторном режиме.

К.П.Д. преобразователя составляет, коэффициент мощности .

Установка выполнена по трехфазной мостовой схеме выпрямления. Обмотки трансформатора соединены звездой. Также в схеме предусмотрена защита от коммутационных перенапряжений в вентиле, от токов внутреннего К.З. и от КЗ на постоянном токе, от перенапряжений в нагрузке.

Преобразователь удовлетворяет заданным техническим требованиям.

 

Список используемой литературы

 

  1. Промышленная электроника. Котлярский С.П., Миклашевский Л. Г. М. 1984.
  2. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию /Под редакцией Федорова А.А. М.: Энергоатомиздат, 1987.
  3. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами /Под редакцией Круповича В.И., Барыбина Ю.Г., Самовера М.Л. М.: Энергоиздат, 1982.
  4. Замятин В.Я. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник. М.: Радио и связь, 1987г.
  5. Электротехнический справочник под редакцией П.Г. Грудинского и др. М.-1971г.
  6. Неуправляемые кремниевые вентили ВК-2, ВК-2 ВИ ВКДЛ. Отделение ВНИИЭМ по научно технической информации, стандартизации и нормализации в электротехнике. М.: Информстандартэнерго. 1967г
  7. Резисторы. Конденсаторы. Трансформаторы. Дроссели. Коммутацинные устройства. РЭА.Справочник/ под редакцией Н.Н.Акимов/ 1994г.
  8. Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Сахаров Ю.В. Справочник: Силовые полупроводниковые приборы. М.: Энергия, 1975.
  9. Полупроводниковые выпрямители/Под редакцией Ковалева Ф.И., Мостковой Г.П., М.: Энергия, 1978.