Расчет силового выпрямителя. Описание принципа действия схемы. Расчёт токов на элементах схемы выпрямителя

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

1. Номинальное напряжение выпрямителя Ud =1500 В;

2. Номинальный ток нагрузки Idн=2600 А;

3. Напряжение питающей сети переменного тока Uc= 35000 В;

4. Мощность короткого замыкания Sкз =98 мВА;

5. Напряжение короткого замыкания вентильного трансформатора Uк.з.m.=6,6 %;

6. Коэффициент технологической перегрузки по току к_п = 3

7. Коэффициент повторяющейся перегрузки по напряжению к_р=2,8

8.Коэффициент неповторяющейся перегрузки по напряжению к_н =3

9. Конструкция диода: таблеточная.

10. Температура окружающей среды Та= 35 °С;

11.Схема выпрямителя : трехфазная мостовая                 

Описание принципа действия схемы

В данной схемевентили разбиты на три группы: анодную (имеющую общий анод). В любой момент времени ток проводят два диода в анодной группе и один в катодной. В анодной группе ток проводит диод, катод которого имеет более отрицательный потенциал по отношению к анодам. В катодной группе ток проводит диод, анод которого имеет более положительный потенциал по отношению к катодам.

Рисунок 1–Упрощенная схема выпрямителя

Общие расчетные соотношения имеют следующие значения

U_d = 0,21U₂

U_{v max} = 0,52U_d

I_{v cp} = I_d/3

K_n = 0,02

λ=120 ⁰

S_T = 1,02U_dI_d

 

Расчёт напряжений на элементах схемы

Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя при холостом ходе

,                                                    

 B, где      U_dн– среднее значение выпрямленного напряжения, В, при номинальном токе  

нагрузки, берётся из исходных данных;

            А  –  коэффициент внешней характеристики, зависящий от схемы выпрямителя, выбирается по таблице 1 [1] ;

u_к –  напряжение короткого замыкания вентильного трансформатора, берётся из исходных данных.

Полученное значение напряжения на выходе выпрямителя в режиме холостого хода округляем в большую сторону с одновременным увеличением на 1-5%, чтобы компенсировать потери напряжения в ошиновке, вентилях, защитной аппаратуре и т.д.

Принимаем 1629 В.

Действующее значение напряжения на фазе вентильной обмотки трансформатора определяется с учётом свойств конкретной схемы.

U_2ф = U_do· к₁  ,                                                      

где      к₁  –  коэффициент, числовое значение которого зависит от схемы выпрямителя, выбирается по таблице 1 [1].

U_2фз = U_do· к_1з =1629∙0,42=684 B,

Коэффициент трансформации вентильного трансформатора при соединении первичной и вторичной обмоток звездой

,                                                      

где      U_c –  напряжение питающей сети, В, берётся из исходных данных.

Для трехфазных трансформаторов, у которых вторичная обмотка соединена треугольником, коэффициент  исключается

Максимальное обратное напряжение на вентильном плече выпрямителя

U_в.макс = U_do· к₂

где      к₂  –  коэффициент, числовое значение которого зависит от свойств схемы, выбирается по таблице 1 [1].