ТольяттинскийДержавний Університет
Електротехнічний факультет
Кафедра В«Промислова електронікаВ»
Пояснювальназаписка
до курсовогопроектом
В«Трифазний мостовий перетворювачВ»
Студент: Моторин С.К.
Група: Е - 406
Викладач: БарВ.І.
Тольятті 2003
Зміст
Введення
1. Аналіз стану, перспективпроектування і розробки статичних перетворювачів середньої потужності
2. Розробка структурної тапринципової схем перетворювача
3. Розрахунок струмів і напруг.
4. Розрахунок сімейства зовнішніххарактеристик
5. Розрахунок фільтра, що згладжуєвипрямляча при активному навантаженні. Вибір ємностей. Розрахунок згладжуючогодроселя
6. Електромагнітний розрахуноктрансформатора
7. Вибір і розрахунок пристроїв захисту відаварійних струмів і перенапруг
8. Опис роботи схеми управління
Висновок
Література
Введення
В даний час впромислових пристроях дуже часто виникає необхідність отриманняпостійного струму з змінного струму. Дану функцію виконують випрямлячі. Випрямлячемназивають пристрій, призначений для перетворення енергії джерелазмінного струму в постійний струм.
Метою цієї роботиє розрахунок трифазного керованого випрямляча, перетворюючого вхіднийнапругу до необхідної вихідної величини із заданим коефіцієнтом пульсаційі величиною вихідного струму, за рахунок використання трансформатора напруги,відповідної вентильною випрямної схеми, фільтра гармонійних складовихвихідної напруги і системи захисту від перевантажень і коротких замикань.
1. Аналіз стану, перспективпроектування і розробки статичних перетворювачів середньої потужності
На сьогоднішній деньіснують різні випрямні схеми статичних перетворювачівпотужності. Поділ в основному йде на однофазні та трифазні випрямлячі, атакож на некеровані і керовані.
Некеровані випрямлячібудуються на основі напівпровідникових діодів. Дані пристрої не дозволяютьрегулювати потужність, що виділяється в навантаженні. Керовані випрямлячі вЯк вентилів використовують тиристори. Застосування даних напівпровідниковихприладів дозволяє регулювати потужність, що виділяється в навантаженні.
Трифазні випрямлячівикористовуються при середніх і великих потужностях. Застосування трифазних випрямлячівдозволяє створити рівномірне навантаження на всі три фази мережі; зменшитипульсації випрямленої напруги; зменшити розрахункову потужністьтрансформатора, а також підвищити коефіцієнт потужності.
Схема трифазного однополуперіодного випрямляча (схема Миткевича)зображена на рис. 1.1. Вона володіє невисокими енергетичними характеристиками.Частота пульсацій випрямленої напруги в три рази більше частоти живлячоїнапруги; встановлена ​​потужність трансформатора повинна бути на 35% більшепотужності в навантаженні, що значно збільшує його габарити; стрижнімагнітопровода трансформатора подмагнічіваются в процесі роботи випрямляча.Найбільшого поширення набула схема трифазного двухполупериодногомостового випрямляча, представлена ​​на рис. 1.2 (схема Ларіонова). Данасхема володіє кращими енергетичними показниками: частота пульсаційвипрямленої напруги в шість разів більше частоти живлячої напруги, щозначно знижує масогабаритні та вартісні показники фільтруючихпристроїв; встановлена ​​потужність трансформатора всього на 5% більше потужності внавантаженні; відсутня подмагничивание стрижнів магнітопроводу
трансформатора.
У табл. 1.1 наведені порівняльні характеристики випрямлячів різнихтипів, де: q 0 -коефіцієнт пульсацій, Ia - середнє значення струму вентиля, Id -середнє значення вихідного струму випрямляча, U обр - амплітуда зворотної напруги на вентилях, Ud -середнє значення вихідної напруги випрямляча, S T -розрахункова потужність трансформатора, Pd - значення потужності на навантаженні,N - мінімальне число вентилів, m - пульсность напруги.
Таблиця 1.1
Основні характеристики випрямлячів
Тип випрямляча
m
N
Однофазний нульовою
2
2
0.67
0.50
3.14
1.34
Однофазний мостовий
2
4
0.67
0.50
1.57
1.11
Трифазний нульовою
3
3
0.25
0.33
2.09
1.34
Трифазний мостовий
(схема Ларіонова)
6
6
0.06
0.33
1.05
1.05
Подвійний трифазний з зрівняльним реактором
6
6
0.06
0.17
2.09
1.26
Таким чином,найбільше застосування знайшла бруківка схема Ларіонова, що містить випрямнийміст з шести вентилів.
2. Розробка структурної тапринципової схем перетворювача
Основними елементами перетворювача єтрансформатор і вентилі. Основна вимога до напівпровідниковихперетворювачам, в тому числі і до випрямляча - це надійність, тому зважаючичутливості приладів до перевантажень, коротких замикань, перенапруг всхемі необхідно передбачити швидкодіючі системи захисту. Необхідновитримувати задані параметри на виході перетворювача. Для цього в схемувключаються фільтри, датчики і системи порівняння вихідних параметрівперетворювачів із заданими, і управління напівпровідниковими приладами. Згідновищесказаному, склали структурну (рис. 2.1.) і принципову (рис. 2.2.)схеми напівпровідникового випрямляча.
3. Розрахунок струмів і напруг
3.1.Розрахунок струмів і напруг випрямляча.
3.1.1 Вибрали мінімальне значення кутауправління a хв = 10 Вє.
3.1.2 Визначили номінальне і максимальнезначення кута керування:
a ном = arccos (K 1 В· cos a хв ) = arccos (0,9 В· cos 10 Вє) = 27,585 Вє ;(3.1)
a макс = arccos (K 1 В·) = arccos (0,9 В·) = 36,317 Вє (3.2)
де 0,9; (3.3)
1,1; (3.4)
де U c = 220 В - напруга мережі, із завдання;
DU з = 22 В - коливання напруги мережі 10%, із завдання.
3.1.4 Розрахували середнє значеннявипрямленого струму у відносних одиницях:
0,409. (3.5)
3.1.5 Вирахували значеннявипрямленої напруги холостого ходу (ЕРС випрямляча):
58,462 В, (3.6)
де U н = 32 В - напруга на навантаженні із завдання;
DU d - сумарне падіння напруги наактивному опорі обмотки дроселя і активному опорі тиристора;попередньо ухвалили DU d = 6 В.
3.1.6 Визначили амплітудне значенняфазної ЕРС на вторинній обмотці трансформатора (з'єднання обмотокВ«Зірка-зіркаВ»):
35,346 В. (3.7)
3.1.7 Розрахували індуктивнеопір вторинної обмотки трансформатора і кут комутації:
0,018 Ом, (3.8)
де I d = I н = 800 А - ...
