Міністерство освіти України
Донбаська державна машинобудівна академія
Кафедра автоматизації виробничих процесів
РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсової роботи з дисципліни
В«Електроніка та мікросхемотехнікаВ»
тема: В«Розрахунок керованого випрямляча і СІФК В»
Виконав студент
гр. АПП-98-1 А. Ткаченко
Керівник доцент С. Сус
2000
ВИХІДНІ ДАНІ
Варіант 2-19
а) силова схема випрямляча:
номер малюнка: 1.1.б;
напруга живлення: Uc = 127 В;
напруга на навантаженні: Ucp = 80 В;
струм навантаження: Icp = 40 А;
глибина регулювання: Д = 10;
б) СІФК:
номер малюнка: 1.10;
напруга живлення: Uc = 220В;
напруга управління: Uу = 0 .. 10В;
в) схема джерела живлення:
номер малюнка: -;
напруга живлення: -;
вихідна напруга: ЄК = 20В;
струм навантаження: Iн = 0.2А;
коефіцієнт стабілізації: Kст = 50;
2ВОПРОСИ для опрацювання
а) розрахунок силової частини;
б) моделювання і розрахунок СІФК;
в) моделювання частини схеми;
РЕФЕРАТ
Курсова робота містить 21 сторінку, 9 ілюстрацій, 1 додаток і 2 креслення - схема керованого випрямляча в зборі, функціональна схема з характеристиками, 4 джерела.
Мета курсової роботи - розрахунок керованого випрямляча за схемою з нульовим діодом, СІФК (в даному випадку - системи амплітудно-імпульсного керування), джерела живлення, який включений в схему СІФК.
У курсовому проекті наводиться опис схеми керованого випрямляча, обгрунтування вибору елементів, розроблена захист пристрою від аварійних режимів, при розрахунку враховувалося коливання величини живлячої напруги, для усунення несинусоїдальних сигналів на вході випрямляча передбачений нульовий вентиль.
Розроблений випрямляч може використовуватися для живлення двигунів постійного струму і управління швидкістю їх обертання, зарядки акумуляторів, у зварювальних апаратах, електроапаратурі.
Схема розрахованого випрямляча має наступні достоїнства: відносна простота, використання однієї СІФК, мала кількість елементів, простота в управлінні, налагодження та зборці. До недоліків можна віднести великий коефіцієнт пульсації і в наслідок цього необхідність застосування в деяких випадках додатково стабілізатора.
Зроблено докладний розрахунок схем випрямлячів, стабілізатора, тригера Шмідта, що є елементами СІФК, що дозволяє в разі потреби модифікувати схему, включивши в неї пристрої, що виконують функції зазначених, але з деяких причин є більш кращими.
ЗМІСТ
Введення
1. Розрахунок схеми керованого випрямляча
1.1 Вибір схеми і розрахунок основних параметрів випрямляча
1.2 Основні параметри випрямляча в керованому режимі
1.3 Вибір елементів керованого випрямляча
1.4 Розрахунок регулювальної характеристики керованого випрямляча
1.5 Вибір захисту тиристорів від перевантажень по струму і напрузі
2. Проектування СІФК
2.1 Розрахунок параметрів пускових імпульсів
2.2 Розрахунок ланцюга управління тиристорами
2.3 Розрахунок елементів тригера Шмідта
2.4 Розрахунок стабілізатора напруги, випрямлячів
2.4.1 Розрахунок джерела живлення
2.4.2 Розрахунок випрямляча за схемою з нульовим виводом
2.5 Розрахунок елементів схеми імпульсного підсилювача
3. Моделювання випрямляча
Висновки
Додаток А Перелік елементів керованого випрямляча та СІФК
Список літератури
ВСТУП
В даний системи перетворення змінного синусоїдального напруги і струму в постійні практично повністю представлені напівпровідниковими випрямлячами. Дуже часто також необхідно регулювати величину отриманого постійного напруги. Економічно вигідно постачити випрямляч системою імпульсно-фазового управління в силу відносної її дешевизни, високого ККД і компактності.
У цій роботі розглядався двухполуперіодний керований випрямляч. Його призначення - перетворення напруги, що змінюється за синусоїдальним законом у пульсуюче. Даний випрямляч складається з наступних складових частин: трансформатор - для перетворення напруги живлення в необхідну по величині; блок вентилів, що змінюють форму напруги в необхідну; нульовою діод, устраняющий негативні викиди напруги на навантаженні.
Використовуваний випрямляч побудований на керованих вентилях (тиристорах), для керування якими використовується система аплітудного-фазового керування. Її завдання - подати на керуючі електроди тиристорів прямокутні імпульси з необхідним зсувом по фазі щодо самостійного включення вентиля.
1. РОЗРАХУНОК СХЕМИ КЕРОВАНОГО Випрямлячі
1.1 Вибір схеми і розрахунок основних параметрів випрямляча
У відповідності із завданням приймаємо схему випрямляча з нульовим діодом.
Малюнок 1.1 - Керований випрямляч з нульовим діодом
На початку розрахунок проводимо в некерованому режимі, тобто при. Так як напруга мережі може коливатися в межах, визначимо величини випрямлених напруг на навантаженні:
,
де випрямлена напруга на навантаженні при нормальній напрузі мережі;
випрямлена напруга при підвищеній напрузі мережі.
З [5] визначаємо:
- максимальне зворотне напруга на тиристорах;
- середнє значення струму тиристора.
Визначаємо активну опір фази трансформатора:
,
де
- коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення
B - магнітна індукція в магнітопроводі
S - число стрижнів магнітопровода для трансформаторів
Визначаємо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора:
,
де.
Визначаємо напругу холостого ходу з урахуванням опору фази трансформатора і падіння напруги на дроселі:
де - число пульсацій в кривій випрямленої напруги за період мережі.
- падіння напруги на тиристорах;
- падіння напруги на дроселях;
.
Напруга на вторинних обмотках трансформатора.
Дійсний струм вторинної обмотки.
Коефіцієнт трансформації для обмоток В«трикутник-трикутникВ»
Типова потужність трансформатора:
Визначаємо кут комутації:
.
Визначаємо мінімально допустиму індуктивність дроселя фільтру:
.
Внутрішній опір випрямляча:
.
ККД випрямляча:
- коефіцієнт корисної дії трансформатора;
- втрати потужності на випрямних діодах;
N - число тиристорів в схемою. N = 1, оскільки в кожен момент часу працює 1 тиристор.
1.2 Основні параметри випрямляча в керованому режимі
Визначаємо максимальний і мінімальний кути регулювання:
Мінімальний і максимальний кути провідності тиристорів:
Мінімальна напруга на навантаженні
Струм в тиристорі
Струм в навантаженні
Максимальний струм через діод
1.3 Вибір елементів керованого випрямляча
Тиристори вибираємо по
:
тиристор Т222-20-12 і типовий охолоджувач М-6А.
Для нульового вентиля:
- діод ВЛ50 з типовим охолоджувачем М-6А.
1.4 Розрахунок регулювальної характеристики керованого випрямляча
Загальна розрахункова формула для всього сімейства навантажувальних характеристик:
Малюнок 1.2 - Регулювальна характеристика випрямляча
1.5 Вибір захисту тиристорів від перевантажень по струму і напрузі
...
