Расчет параметров основных элементов силовых схем выпрямителей однофазного питания, страница 2

1.2.1. Рассчитать параметры основных элементов силовой схемы управляемого однофазного преобразователя (см. рис. 1.2), работающего в выпрямительном и инверторном режимах и обеспечивающего при идеально сглаженном выпрямленном токе =100 А регулирование выпрямленной ЭДС на нагрузке в диапазоне от -100 до 100 В. ЭДС питающей сети =220 В, колебания напряжения сети +10 %. Построить кривые мгновенных значений напряжений и токов на элементах схемы для угла отпирания , полагая коммутацию мгновенной. Построить регулировочную характеристику преобразователя.

Расчет производится в следующем порядке.

1) В соответствии с (1.1) определяется действующее значение фазной ЭДС  вторичной обмотки силового трансформатора, обеспечивающее получение на нагрузке в рассматриваемой схеме выпрямления максимальной выпрямленной ЭДС , равной 100 В,

В.

2) С учетом возможного 10% снижения напряжения сети определяется коэффициент трансформации, при котором действующее значение ЭДС вторичной обмотки  будет равно 111 В.

3) По (1.9) определяется максимальное напряжение на вентилях

В.

4) По (1.3) определяется средний ток через вентиль

А.

5) По (1.4) определяется действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора, необходимое для расчета сечения ее проводника

А.

6) По (1.5) определяется действующее значение тока первичной обмотки трансформатора, также необходимое для расчета сечения ее проводника,

 А.

7) Определяется максимальная мощность в цепи выпрямленного тока, соответствующая углу отпирания =0,

Вт.

8) По (1.6) определяется полная мощность двухфазной вторичной обмотки трансформатора

кВА.

9) По (1.7) определяется полная мощность однофазной первичной обмотки трансформатора

 кВА.

10) По (1.8) определяется типовая мощность силового трансформатора для однофазной нулевой схемы выпрямления

 кВА.

11) Определяется значение выпрямленной ЭДС преобразователя  при угле отпирания . Для определения  используется уравнение (1.1), являющееся уравнением регулировочной характеристики преобразователя при .

В.

12) Регулировочная характеристика строится по выражению

, где угол отпирания изменяется в пределах .

Нa основании рассчитанных параметров, с учетом принятых обозначений (см. рис. 1.4), строятся кривые мгновенных знаменит токов и напряжений на элементах схемы (рис. 1.7). Штриховой линией показывается условный уровень средней выпрямленной ЭДС . Строится регулировочная характеристика (рис. 1.8).

1.2.2. Рассчитать параметры основных элементов силовой схемы управляемого однофазного мостового преобразователя (см. рис. 1.6), работающего в выпрямительном и инверторном режимах. Входные и выходные параметры данного мостового преобразователя должны быть аналогичны соответствующим входным и выходным параметрам однофазного нулевого преобразователя (пример 1.2.1).

Порядок расчета следующий.

1) В соответствии с (1.11) определяется действующее значение фазной ЭДС однофазной вторичной обмотки силового трансформатора, обеспечивающее в однофазной мостовой схеме выпрямителя получение максимальной выпрямленной ЭДС, равной 100 В,

В.

2) Определяется коэффициент трансформации силового трансформатора, при котором действующее значение ЭДС вторичной обмотки  В с учетом возможного 10% снижения напряжения сети,

.

3) По (1.18) определяется максимальное напряжение на вентилях однофазной мостовой схемы выпрямителя

В.

4) По (1.12) определяется средний ток через вентиль

А.

5) По (1.13) определяется действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

А.

6) По (1.14) определяется действующее значение тока выпрямленной обмотки трансформатора

А.

7) Определяется максимальная мощность в цепи выпрямленного тока, соответствующая работе схемы с углом =0,

Вт.

8) По (1.15) рассчитывается полная мощность однофазной вторичной обмотки трансформатора

кВА.

9) По (1.16) определяется полная мощность однофазной первичной обмотки трансформатора

 кВА.

10) По (1.17) определяется типовая мощность силового трансформатора

 кВА.

Кривые мгновенных значений токов и напряжений на элементах однофазной мостовой схемы аналогичны (см. рис, 1.7) кривым для однофазной нулевой схемы, за исключением кривой напряжения на вентиле .В рассчитываемой мостовой схеме все ординаты кривой  должны быть уменьшены вдвое по сравнению с соответствующими ординатами кривой  в нулевой схеме. Необходимо также иметь в виду, что в мостовой схеме один и тот же ток сразу протекает через два вентиля и  или  и .

Регулировочная характеристика в рассматриваемой мостовой схеме  аналогична приведенной на рис 1.8 регулировочной характеристике нулевой схемы.