Розрахунок основних параметрів випрямляча

2.1 З таблиці 2 визначаємо: максимальне значення зворотної напруги на вентилях:

U обр. max = 1,57; Ud = 1,57 · 90 = 141,3 В

Середнє значення струму вентилів:

Ia = 0,5; Id = 0,5 · 40 = 20 А

По обчисленнях значенням U обр.max і Iа з додатка вибираємо силові діоди типу ВА-25

2.2 Визначаємо активний опір фази трансформатора.

Де Кr - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення (табл.3)

У - магнітна індукція в муздрамтеатрі, В = (1,2...1,5) Тл;

приймаємо В = 1,35 Тл;

2.3 Визначаємо індуктивність розсіювання обмоток трансформатора

Де Kr - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення (табл. 3)

2.4 Визначаємо напругу холостого ходу Uxx з урахуванням опору фази

трансформатора rтр і спадання напруги на дроселі Uдр

Uхх = Ud + U = 90 + 5,92 = 95,92 В

Де U – спадання напруги на вентилях, дроселі й обмотках трансформатора.

U = Ub + U ін + U тр = 1,2 + 2,7 + 2,12 = 5,92 У

Ub – спадання напруги на двох вентилях (додаток 1).

Ub = 2 · 0,6 = 1,2 В

Uдр = спадання напруги на дроселі

Uдр = 0,025 · Ud = 0,03 · 90 = 2,7 В

Uтр – спадання напруги на обмотках трансформатора.

Де m - число пульсацій у кривій выпрямленої напруги за період: m = I -

однополупериодная схема випрямлення; m = 2 - однофазний мост й з

середньою точкою трансформатора; m = 3 - трифазна з нульовим виводом; m = 6 -

трифазна мостова схема.

Спадання напруги на дроселі приймається залежно від величини потужності навантаження. Так, наприклад, для Pd = 100 … 1000 Вт, величина Uдр = (0,05...0…0,1)Ud;для Pd = 1000 …10000 Вт, величина Uдр = (0,025…0,05)Ud...

2.5 Визначаємо параметри трансформатора; діюче значення напруги на вторинній обмотці трансформатора (див. табл. 2)

U2 = 1,11Uхх = 1,11 · 95,92 = 106,5 В

Діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора (див. табл. 2)

I2 = Id = 40 А

Коефіцієнт трансформації

Ктр =

Діюче значення струму первинної обмотки трансформатора

А

Діюче значення струму вентиля

А

Типова потужність трансформатора (табл. 2)

Sт = 1,11 ·Pd = 1,11 · 90 · 40 = 3996 Вт = 4 кВт

2.6 Визначимо кут комутації

Тоді ? = 17,6 ?; Хтр = 2ПfcLтр;

2.7. Визначаємо внутрішній опір випрямляча

Ом

2.8. Визначаємо мінімально припустиму індуктивність дроселя фільтра

Гн

2.9 Коефіцієнт корисної дії випрямляча

Де Ртр – втрати в трансформаторі

Ртр = Sm · (1- ηmp) = 400 · (1-0,9) = 400 Вт

Де ?mp - коефіцієнткорисної дії трансформатора.

?mp = 0,8 -: 0,97. Приймемо ?mp = 0,9

Рв – втрати потужності у вентилях

Рв = Ia · U · N = 20 · 0,6 · 4 = 48 Вт

U – вибираємо з додатка 1

N - кількість вентилів у схемі керування.

2.10. Визначаємо струм нульового вентиля

А

З додатка 1 вибираємо нульовий вентиль ВЛ25.

2.11. Зовнішня характеристика випрямляча будується по двох точках:

Id = 0; Ud = Uxx = 95,92; Id = 40 A; Ud = 90 D. (мал. 2.1)

3. Основні параметри випрямляча в керованому режимі.

3.1. Визначаємо мінімальний і максимальний кути регулювання

αmin ≥ γ = 17,6°; α max ≤П-П-γ = 180° - 17,6° = 162,4°

3.2. Визначаємо мінімальне выпрямленної напруги на навантаженні

В

3.3. З таблиці 4 для заданої схеми в керованому режимі роботи випрямляча

знаходимо:

Тоді визначаємо максимальний кут регулювання для даного випрямляча, з умови, що Ud ? = Ud min

; α max = 143 °

3.4. Визначаємо максимальний і мінімальний інтервали провідності вентилів

Λmin = П – αmax = 180° - 143° = 37°

Λmax = П – αmin = 180° - 17,6° = 162,4°

3.5. По співвідношеннях, наведеним у таблиці 4 знаходимо:

Струм у навантаженні А

Струм через тиристори А

Струм через діоди А

Струм у нульовому діоді А

4. Вибір елементів керованого випрямляча.

Вентилі вибираються з умови максимального значення зворотної напруги й найбільших значень струмів, крім того враховується коефіцієнт запасу: коефіцієнт запасу по напрузі

Кзн = (1,3 1,5) U обр. max

Коефіцієнт запасу по струму

Кзт = (2 2,5) Id

На підставі попередніх розрахунків знаходимо.

Для тиристорів - U oбp. Max = 141,3 B; Iт? = 36 A

Для діодів - U oбp. Max = 141,3 B; Iд? = 36 A

Для нульового вентиля - U oбp. Max = 141,3 B; I = 4,11 A

Отже, з урахуванням коефіцієнтів запасу, допустиме напруження на тиристорах і діодах - повинне бути не менш

Uдоп = Kзн ·Uобр.max = 1,5 · 141,3 = 212 B

Приймаємо діоди й тиристори з Uобр.max = 300 У

Припустимий струм через тиристори й діоди:

Іп = Кзт · Ітα = 2,5 · 36 = 90 А

Припустимий струм через нульовий вентиль

Іп = Кзт · І = 2 · 4,11 = 8,22 А

З додатка 1 і 2 вибираємо для випрямляча

Тиристори типу Т 50 - 3

Діоди типу ВЛ 50 - 3

Нульовий вентиль ВЛ 10 - 3

5. Розрахунок регулировачной характеристики керованого випрямляча.

Загальна розрахункова формула для всієї родинирегулювальних характеристик

, де

Uхх - напруга холостого ходу випрямляча.

U – спадання напруги на елементах випрямляча.

Де ? = 2 · П · fc; Idα – ток в нагрузке изменяется по закону (см. табл. 4 или 5)

Результати розрахунків зводимо в таблицю 1.1

α
Idα, B		37,3
U, В	6,4	6,05	5,1	3,8	2,6	1,72
Udα, B		83,5	66,9	44,2	21,4	8,5

Таблиця 1

Останні дві цифри шифру
передостання	остання
	Ud, B
	Id, A
Uc, B
fc, Гц
D
номер малюнка

Параметри трансформатора й вентилів при активно-індуктивному навантаженні.

Таблиця 2

Схема випрямляча	Трансформатор	Вентилі	Кп
U2\ Ud	I2\Id
Однофазна двухполупериодная із середньою точкою	1,11	0,707		1,11	1,57	1,34	3,14	0,5	0,67
Однофазна бруківка	1,11			1,11	1,11	1,11	1,57	0,5	0,67
Трифазна з нульовим виводом	0,855	0,58	0,47	1,21	1,48	1,35	2,1	0,33	0,25
Трифазна бруківка	0,427	0,817	0,82	1,05	1,05	1,05	1,05	0,33	0,057

Таблиця для вибору коефіцієнта при визначенні опорів трансформатора

Таблиця 3

Схема випрямляча	Активно-індуктивне навантаження
Kr	Kl
Однофазна із середньою точкою		5,5·10ֿ³
Однофазна бруківка	5,2	6,4·10ֿ³
Трифазна з нульовим виводом	6,6	6,6·10ֿ³
Трифазна бруківка	2,5	1,0·10ֿ³

Основні розрахункові параметри для однофазних керованих випрямлячів.

Таблиця 4

Параметр випрямляча	Однофазна із середньою точкою	Однофазна бруківка
Активно-індуктивне навантаження
Активно-індуктивне навантаження	Активно-індуктивна с нульовим вентилем	4 тиристори	2 тиристори	З нульовим вентилем
Udα/ Ud0	cosα		cosα
Idα/Id0	cosα		cosα
I2/Id
I1·Kтр/Id
Sт/Pd	1,34	1,48	1,11	1,23	1,23
Uобрmax/U2	2·
Idα/Id	½		½
I0/ Id	α/π	α/π
α	0...…π/2	0...…π	0...…π/2	0...…π/2	0...…π

Параметри силових діодів
Додаток 1
Параметри	Тип діода
ВЛ10	ВЛ25	ВЛ50	ВЛ100	ВЛ200	ВЛ320	ВЛ500	ВЛ1000
Граничний струм Iп, А
Діюче значення струму, А
Пряме спадання напруги, В	0,6	0,6	0,6	0,7	0,7	0,7	0,7	0,8
Динамічний опір , Ом	0,01	0,004	0,002	0,0013	0,0007	0,0004	0,0003	0,0002
Зворотний струм, мА
Припустима зворотна напруга, В	від 600 до 2000

Параметри силових тиристорів
Додаток 2
Параметри	Тип тиристора
Т25	Т50	Т100	Т150	ТЛ160	ТЛ250	ТЛВ200	ТЛВ320
Граничний струм Iп, А
Робоча напруга, В
Діюче значення струму, А
Пряме спадання напруги, В	0,85	0,77	0,85	0,75	0,75	0,82	0,9	0,87
Динамічний опір, 10 Ом
Зворотний струм, мА
Напруги керування, В	5,5