Расчет неуправляемого выпрямителя: Задания и методические указания к выполнению заданий расчетно-графических работ

основании этих данных необходимо выполнить следующее:

1.  Начертить схему выпрямительного блока, включая все элементы задания. На этой схеме дать обозначения элементов, и основные параметры по результатам расчета.

2.  Рассчитать необходимые параметры и выбрать тип вентилей.

3.  Выполнить расчет трансформатора.

4.  Определить параметры сглаживающего фильтра, который обеспечит допустимый уровень пульсаций напряжения на нагрузке.

5.  Начертить временные диаграммы тока и напряжения на выходе выпрямителя (до фильтра) и на нагрузке.

Таблица 4.1.

В табл. 4.2 приняты следующие обозначения:

А - Двухполупериодная с выводом средней точки трансформатора;

Б - однофазная мостовая;

В - трехфазная с выводом нулевой точки трансформатора;

Г - трехфазная мостовая;

Д - шестифазная с выводом нулевой точки.

I – С-фильтр

II – L-фильтр

III – Г-образный LC-фильтр

IV – П-образный фильтр

V - транзисторный фильтр

Таблица 4.2

Методические указания к выполнению задания 1

Расчет вентильной группы

Определяем ток нагрузки I_d. По соотношениям, приведенным в прил. 1, находим для вентилей величины I_пр.ср. и U_обр.т, по которым в справочникам по полупроводниковым приборам выбираем тип вентилей и выписываем их основные параметры и предельные эксплуатационные данные. При пользовании прил.1, необходимо определять характер нагрузки по входному элементу фильтра и нагрузке.

Расчет выпрямительного трансформатора

В зависимости от схемы нвыпрямления и характера нагрузки по прил. 1 определяем типовую (габаритную) мощность трансформатора S_тип. Принимаем либо находим значения некоторых расчетных величин:

1. Амплитудное значение индукции в сердечнике В_м принимаем:

В_м. = 1,65 Тл при f=50 Гц;

В_м = 1,25 Тл при f=400 Гц

Для холоднокатанных электротехнических сталей и

В_м. = 1,35 Тл при f=50 Гц;

В_м = 1,1 Тл при f=400 Гц для горячекатанных электротехнических сталей.

2. Плотность тока в обмотках j_ср.  находим по таблице 4.3 в зависимости от мощности вторичных обмоток S_2, которая определяется из соотношений, приведенных в прил. 1.

Таблица 4.3

3. Коэффициент заполнения находится по табл.4.4 в зависимости от конструкции магнитопровода и мощности  S_2.

Таблица 4.4

4. Коэффициент заполнения по стали Кст принимается в зависимости от конструкции магнитопровода

Кст = 0,86 – 0,90 для пластинчатых сердечников

Кст = 0,91 - 0,95 для ленточных сердечников.

Данные и таблицы по этому пункту приведены в [4].

По найденным значениям находится конструктивная величина для магнитопровода

подставляя в это выражение в это выражение плотность тока  в  конструктивную величину  получаем в , что обычно задается для трансформаторов малой и средней мощностей.

По величинам , ,  выбираем конструкцию магнитопровода, его типоразмер и базовый линейный размер «а», пользуясь прил. 4 – 7. Дать рисунок магнитопровода, обозначить все размеры и выписать данные.

Определяем потери в стали , где - удельные потери в стали, определяемые по рис. 4.1 и 4.2 Вт/кг. G – масса магнитопровода, кг.

Рис. 4.1 Удельные потери в сердечниках из транс-     Рис. 4.2 Удельные потери в сердечниках из форматорных сталей толщиной 0,35 мм на частоте     трансформаторных сталей на частоте 

50 Гц                                                                                   400 Гц

Определяем параметры обмоток трансформатора , , :

По таблице 4.5 и величине  для выбранной конфигурации магнитопровода находим относительные величины падения напряжения в первичной и вторичной обмотках трансформатора  и .

Таблица  4.5

По приложению 1 определяем параметры трансформатора , , .

Определяем ЭДС обмоток

Определяем числа витков обмоток на основании уравнений трансформаторной ЭДС

Коэффициент трансформации

По мощности обмоток   и  находим токи обмоток  и , по ранее найденным значениям плотности тока j, рассчитываем сечения и диаметры проводов , .

По справочнику выбираем стандартные значения сечения и диаметры проводов и выписываем марку и размеры провода.

Находим площадь сечения проводов обмоток, площадь окна магнитопровода и коэффициент заполнения .

По амплитудному значению напряжения обмоток  и , а также графику рис. 4.3 определяем величину испытательного напряжения.

Суммарные потери в меди обмоток:

Активная и реактивная составляющая падения напряжения на обмотках

Рис. 4.2.  Зависимость испытательного       

напряжения от рабочего напряжения             Напряжение короткого замыкания;    обмотки в амплитудных значениях                          

КПД трансформатора в номинальном режиме

Дать схему и таблицу намоточных данных трансформатора

Расчет сглаживающих фильтров

I.  Г  и П – образные               LC фильтры

Исходные данные:

Определяется коэффициент сглаживания фильтра

, где              - коэффициент пульсаций на входе, определяемый схемой выпрямления;

 - коэффициент пульсаций на входе, заданный таблицей исходных данных.

Находим произведение определяемых параметров фильтра