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