-
Розрахунок основних параметрів випрямляча
-
З таблиці 2 визначаємо: максимальне значення зворотної напруги на вентилях:
U обр. max = 1,57; Ud = 1,57 · 90 = 141,3 В
Середнє значення струму вентилів:
Ia = 0,5; Id = 0,5 · 40 = 20 А
По обчисленнях значенням U обр.max і Iа з додатка вибираємо силові діоди типу ВА-25
-
Визначаємо активний опір фази трансформатора.
Де Кr - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення (табл.3)
У - магнітна індукція в муздрамтеатрі, В = (1,2...1,5) Тл;
приймаємо В = 1,35 Тл;
-
Визначаємо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора
Де Kr - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення (табл. 3)
-
Визначаємо напругу холостого ходу Uxx з урахуванням опору фази
трансформатора rтр і спадання напруги на дроселі Uдр
Uхх
= Ud +
U
= 90 + 5,92 = 95,92 В
Де
U – спадання напруги на вентилях, дроселі
й обмотках трансформатора.
U
=
Ub +
U
ін +
U
тр = 1,2 + 2,7 + 2,12 = 5,92 У
Ub
– спадання напруги на двох вентилях
(додаток 1).
Ub
= 2 · 0,6 = 1,2 В
Uдр
= спадання напруги на дроселі
Uдр
= 0,025 · Ud = 0,03 · 90 = 2,7 В
Uтр
– спадання напруги на обмотках
трансформатора.
Де m - число пульсацій у кривій выпрямленої напруги за період: m = I -
однополупериодная схема випрямлення; m = 2 - однофазний мост й з
середньою точкою трансформатора; m = 3 - трифазна з нульовим виводом; m = 6 -
трифазна мостова схема.
Спадання
напруги на дроселі приймається залежно
від величини потужності навантаження.
Так, наприклад, для Pd = 100 … 1000 Вт, величина
Uдр
= (0,05...0…0,1)Ud;для Pd = 1000 …10000 Вт, величина
Uдр
= (0,025…0,05)Ud...
-
Визначаємо параметри трансформатора; діюче значення напруги на вторинній обмотці трансформатора (див. табл. 2)
U2 = 1,11Uхх = 1,11 · 95,92 = 106,5 В
Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора (див. табл. 2)
I2 = Id = 40 А
Коефіцієнт трансформації
Ктр
=
Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора
А
Діюче значення струму вентиля
А
Типова потужність трансформатора (табл. 2)
Sт = 1,11 ·Pd = 1,11 · 90 · 40 = 3996 Вт = 4 кВт
-
Визначимо кут комутації
Тоді ? = 17,6 ?; Хтр = 2ПfcLтр;
2.7. Визначаємо внутрішній опір випрямляча
Ом
2.8. Визначаємо мінімально припустиму індуктивність дроселя фільтра
Гн
2.9 Коефіцієнт корисної дії випрямляча
Де
Ртр – втрати в трансформаторі
Ртр
= Sm · (1- ηmp) = 400 · (1-0,9) = 400 Вт
Де ?mp - коефіцієнткорисної дії трансформатора.
?mp = 0,8 -: 0,97. Приймемо ?mp = 0,9
Рв
– втрати потужності у вентилях
Рв
= Ia ·
U · N = 20 · 0,6 · 4 = 48 Вт
U
– вибираємо з додатка 1
N - кількість вентилів у схемі керування.
2.10. Визначаємо струм нульового вентиля
А
З додатка 1 вибираємо нульовий вентиль ВЛ25.
2.11. Зовнішня характеристика випрямляча будується по двох точках:
Id = 0; Ud = Uxx = 95,92; Id = 40 A; Ud = 90 D. (мал. 2.1)
-
Основні параметри випрямляча в керованому режимі.
3.1. Визначаємо мінімальний і максимальний кути регулювання
αmin ≥ γ = 17,6°; α max ≤П-П-γ = 180° - 17,6° = 162,4°
3.2. Визначаємо мінімальне выпрямленної напруги на навантаженні
В
3.3. З таблиці 4 для заданої схеми в керованому режимі роботи випрямляча
знаходимо:
Тоді визначаємо максимальний кут регулювання для даного випрямляча, з умови, що Ud ? = Ud min
;
α max = 143 °
3.4. Визначаємо максимальний і мінімальний інтервали провідності вентилів
Λmin = П – αmax = 180° - 143° = 37°
Λmax = П – αmin = 180° - 17,6° = 162,4°
3.5. По співвідношеннях, наведеним у таблиці 4 знаходимо:
Струм
у навантаженні
А
Струм
через тиристори
А
Струм
через діоди
А
Струм
у нульовому діоді
А
-
Вибір елементів керованого випрямляча.
Вентилі вибираються з умови максимального значення зворотної напруги й найбільших значень струмів, крім того враховується коефіцієнт запасу: коефіцієнт запасу по напрузі
Кзн
= (1,3
1,5)
U обр. max
Коефіцієнт запасу по струму
Кзт
= (2
2,5)
Id
На підставі попередніх розрахунків знаходимо.
Для тиристорів - U oбp. Max = 141,3 B; Iт? = 36 A
Для діодів - U oбp. Max = 141,3 B; Iд? = 36 A
Для
нульового вентиля - U oбp. Max = 141,3 B; I
= 4,11 A
Отже, з урахуванням коефіцієнтів запасу, допустиме напруження на тиристорах і діодах - повинне бути не менш
Uдоп = Kзн ·Uобр.max = 1,5 · 141,3 = 212 B
Приймаємо діоди й тиристори з Uобр.max = 300 У
Припустимий струм через тиристори й діоди:
Іп = Кзт · Ітα = 2,5 · 36 = 90 А
Припустимий струм через нульовий вентиль
Іп
= Кзт · І
= 2 · 4,11 = 8,22 А
З додатка 1 і 2 вибираємо для випрямляча
Тиристори типу Т 50 - 3
Діоди типу ВЛ 50 - 3
Нульовий вентиль ВЛ 10 - 3
-
Розрахунок регулировачной характеристики керованого випрямляча.
Загальна розрахункова формула для всієї родинирегулювальних характеристик
,
де
Uхх - напруга холостого ходу випрямляча.
U
– спадання напруги на елементах
випрямляча.
Де ? = 2 · П · fc; Idα – ток в нагрузке изменяется по закону (см. табл. 4 или 5)
Результати розрахунків зводимо в таблицю 1.1
|
α |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
143 |
|
Idα, B |
40 |
37,3 |
30 |
20 |
10 |
4 |
|
|
6,4 |
6,05 |
5,1 |
3,8 |
2,6 |
1,72 |
|
Udα, B |
90 |
83,5 |
66,9 |
44,2 |
21,4 |
8,5 |
U,
В
Таблиця 1
|
Останні дві цифри шифру |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
передостання |
остання |
||||||||||
|
|
Ud, B |
40 |
60 |
80 |
100 |
30 |
70 |
90 |
110 |
120 |
130 |
|
|
Id, A |
20 |
30 |
60 |
30 |
40 |
70 |
20 |
50 |
80 |
20 |
|
Uc, B |
|
127 |
220 |
380 |
127 |
220 |
380 |
127 |
220 |
380 |
127 |
|
fc, Гц |
|
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
|
D |
|
4 |
5 |
8 |
10 |
12 |
14 |
6 |
8 |
10 |
12 |
|
номер малюнка |
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Параметри трансформатора й вентилів при активно-індуктивному навантаженні.
Таблиця 2
|
Схема випрямляча |
Трансформатор |
Вентилі |
Кп |
||||||
|
U2\ Ud |
I2\Id |
|
|
|
|
|
|
||
|
Однофазна двухполупериодная із середньою точкою |
1,11 |
0,707 |
1 |
1,11 |
1,57 |
1,34 |
3,14 |
0,5 |
0,67 |
|
Однофазна бруківка |
1,11 |
1 |
1 |
1,11 |
1,11 |
1,11 |
1,57 |
0,5 |
0,67 |
|
Трифазна з нульовим виводом |
0,855 |
0,58 |
0,47 |
1,21 |
1,48 |
1,35 |
2,1 |
0,33 |
0,25 |
|
Трифазна бруківка |
0,427 |
0,817 |
0,82 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
0,33 |
0,057 |
Таблиця для вибору коефіцієнта при визначенні опорів трансформатора
Таблиця 3
|
Схема випрямляча |
Активно-індуктивне навантаження |
|
|
Kr |
Kl |
|
|
Однофазна із середньою точкою |
7 |
5,5·10ֿ³ |
|
Однофазна бруківка |
5,2 |
6,4·10ֿ³ |
|
Трифазна з нульовим виводом |
6,6 |
6,6·10ֿ³ |
|
Трифазна бруківка |
2,5 |
1,0·10ֿ³ |
Основні розрахункові параметри для однофазних керованих випрямлячів.
Таблиця 4
|
Параметр випрямляча |
Однофазна із середньою точкою |
Однофазна бруківка |
|||
|
Активно-індуктивне навантаження |
|||||
|
Активно-індуктивне навантаження |
Активно-індуктивна с нульовим вентилем |
4 тиристори |
2 тиристори |
З нульовим вентилем |
|
|
Udα/ Ud0 |
cosα |
|
cosα |
|
|
|
Idα/Id0 |
cosα |
|
cosα |
|
|
|
I2/Id |
|
|
1 |
|
|
|
I1·Kтр/Id |
|
|
1 |
|
|
|
Sт/Pd |
1,34 |
1,48 |
1,11 |
1,23 |
1,23 |
|
Uобрmax/U2 |
2· |
|
|
|
|
|
Idα/Id |
½ |
|
½ |
|
|
|
I0/ Id |
α/π |
α/π |
|
|
|
|
α |
0...…π/2 |
0...…π |
0...…π/2 |
0...…π/2 |
0...…π |
-
Параметри силових діодів
Додаток 1
Параметри
Тип діода
ВЛ10
ВЛ25
ВЛ50
ВЛ100
ВЛ200
ВЛ320
ВЛ500
ВЛ1000
Граничний струм Iп, А
10
25
50
100
200
320
500
1000
Діюче значення струму, А
16
39
78
160
320
500
785
1720
Пряме спадання напруги, В
0,6
0,6
0,6
0,7
0,7
0,7
0,7
0,8
Динамічний опір , Ом
0,01
0,004
0,002
0,0013
0,0007
0,0004
0,0003
0,0002
Зворотний струм, мА
1
2
3
3
3
5
5
10
Припустима зворотна напруга, В
від 600 до 2000
-
Параметри силових тиристорів
Додаток 2
Параметри
Тип тиристора
Т25
Т50
Т100
Т150
ТЛ160
ТЛ250
ТЛВ200
ТЛВ320
Граничний струм Iп, А
25
50
100
150
160
250
200
320
Робоча напруга, В
960
960
960
960
1000
1000
1000
1000
Діюче значення струму, А
39
78
157
250
250
390
314
500
Пряме спадання напруги, В
0,85
0,77
0,85
0,75
0,75
0,82
0,9
0,87
Динамічний опір, 10 Ом
800
336
200
107
56
39
52
31
Зворотний струм, мА
10
15
20
20
40
40
40
40
Напруги керування, В
5,5
7
7
7
7
8
8
8