Расчет режимов работы выпрямителя
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ором ?
Угол коммутации управляемого выпрямителя для рассматриваемого случая может быть определен по формуле
где a - угол управления вентилями.
Величина выпрямленного напряжения:
.
Определение интегральных энергетических характеристик выпрямителя позволяет ввести коэффициенты преобразования схемы по току, напряжению, мощности. Обычно, эти коэффициенты определяются для линеаризованной кривой фазного тока, которая принимается трапецеидальной. Тогда действующее значение фазного тока трансформатора, питающего выпрямитель равно:
а коэффициент преобразования схемы выпрямления по току:
Данный коэффициент при принятых допущениях не зависит от угла управления a. С ростом угла коммутации g численное значение КI уменьшается.
Коэффициент преобразования мостового выпрямителя по напряжению равен:
Зная коэффициенты преобразования выпрямителя по току и напряжению, можно определить коэффициент использования мощности питающего трансформатора:
Расчет режима работы выпрямителя целесообразно осуществлять методом последовательных итераций до получения заданной погрешности сходимости численных величин выпрямленных тока, напряжения и угла коммутации g. Итерации продолжаются до тех пор, пока значение параметров (например, угла g) на предыдущем и последующем этапах расчета будут отличаться на величину, определяющую погрешность вычислений, например 5 %.
3. Расчет номинального рабочего режима ? = 0
Принимаем g = 0, тогда
Таблица 1
Ud12,339 (о. е.) Id10,97 (о. е.) 24,21?
Принимаем g =24,21?, тогда
Таблица 2
Ud22,236 (о. е.) Id20,931 (о. е.) 23,65?
Принимаем g =23,65?, тогда
Таблица 3
Ud32,2409 (о. е.) Id30,9337 (о. е.) 23,63?
Принимаем g =23,63?, тогда подсчитаем погрешность между предыдущим и последующим этапами подсчета , окончательно принимаем g =23,63?.
Тогда действующее значение фазного тока трансформатора, питающего выпрямитель равно
Коэффициент преобразования схемы выпрямления по току:
Коэффициент преобразования мостового выпрямителя по напряжению равен:
.
Коэффициент использования мощности питающего трансформатора:
4. Построение временных диаграмм работы выпрямителя по расчетным данным и графическое определение пульсации выпрямленного напряжения при ? = 0?
Используя расчетное значение g=23,63? и известные параметры напряжения питающей сети и тока нагрузки выпрямителя, строятся в масштабе временные диаграммы напряжения в нагрузке выпрямителя:
Рис.4. Выпрямленное напряжение и напряжение сети
По графикам определяем величину пульсации максимальную и минимальную:
5. Расчет и построение регулировочной и внешних характеристик выпрямителя для режима номинальной нагрузки
Изложенная выше методика расчета режимов работы выпрямителя позволяет рассчитать его регулировочную характеристику по выражению
Для этого необходимо задаться несколькими значениями углов управления a, для каждого из которых повторяется расчет соответствующего режима и определяется графическая зависимость Ud = f (a), Em = const, Rн = const.
Расчёт режима работы при угле управления не равным 0, вычисления будут аналогичны предыдущему. Расчёты сведём в табл.4:
Таблица 4
?, град. Итерацияg, град. Ud, о. е. Id, о. е. I, о. е. КIКUКP 10102,30360,9590,69380,78920,4740,8911226,022,0970,874325,0012,1090,87 20102, 1980,91580,6110,78920,53770,7855230,971,8350,764329,421,85980,775 30102,02570,844 0,4911 0,7892 0,6696 0,6307237,791,45490,606335,741,49340,622 40101,79180,74660,34030,78920,9660,437245,650,98460,4103343,181,03480,4312 50101,50350,6265 0,1721 0,7892 1,9105 0,2211254,090,4670, 1946351,2950,52340,2181
Таблица 5
?01020304050Ud2,23092,0971,8351,45490,98460,467
Рис.5. Регулировочная характеристика
Внешние характеристики Ud=f (Id) при a=const легко определяются выражением Данное выражение справедливо для нормального двух-трехвентильного режима работы выпрямителя, т.е. для значений угла коммутации . Значение тока нагрузки, при котором выпрямитель перейдёт в аварийный трёх-четырёх вентильный режим работы при угле коммутации =60, следовательно, внешняя характеристика выпрямителя нормального режима при =0 ограничивается значением тока Idmax, при котором = ().
Расчеты сведены в табл.6.
Таблица 6
, град. Id, о. е. Ud, о. е. 002,33915,5671,75431002,30365,5671,55182002, 1985,5671,30213002,02575,5671,01294001,79185,5670,69285001,50355,5670,35186001,6955,5670
Рис.6. Внешняя характеристика
6. Расчет коэффициентов преобразования выпрямителя
Значения коэффициентов преобразования для нескольких значений a, берём из предыдущего раздела работы. Построим графическую зависимость КU, КI, Кр = f (a).
Таблица 7
aKiKuKp00,78920,4460,946100,78920,4740,8911200,78920,53770,7855300,78920,66960,6307400,78920,9660,437500,78921,91050,2211
Рис.7 Зависимость КU, КI, Кр = f (a)
Фазовый сдвиг первой гармоники фазного тока выпрямителя относительно ЭДС приближенно определяется как ?1 = a + g/2. Задаваясь значениями a и имея из предыдущих расчетов значения угла коммутации g для заданных a отыскиваем зависимость cos?1 = f (a).
Р?/p>