Режимы работы преобразователя электрической энергии - трехфазного мостового выпрямителя. Структурная схема системы фазового управления. Расчет коэффициента использования мощности трансформатора и потерь электроэнергии при выпрямлении переменного тока.
Трехфазный выпрямитель - устройство, применяемое для получения постоянного тока из трехфазного переменного тока системы Доливо-Добровольского. Цель курсовой работы - рассмотреть характерные режимы работы одного из простейших и часто встречающихся преобразователей электрической энергии - трехфазного мостового выпрямителя. Трехфазный выпрямитель может использоваться для питания якорных цепей двигателей постоянного тока в электроприводах станков и других машин, а также может использоваться в качестве регулятора напряжения в цепях с активной или активно-индуктивной нагрузкой При выполнении курсовой работы необходимо закрепить теоретические знания практическим выполнением расчетов рабочих режимов управляемого выпрямителя, выбором силовых вентилей и анализом их температурного режима, расчетом искажений токов и напряжений питающей сети и выбором фильтрокомпенсирующих устройств. Расчет коэффициента использования мощности питающего трансформатора и потерь электроэнергии при выпрямлении переменного тока позволяет глубже изучить эффективность процесса преобразования энергии.С изменением a происходит регулировка выходного напряжения, и режим работы выпрямителя изменяется. Нагрузка выпрямителя имеет индуктивный характер, и ток нагрузки Id идеально сглажен. выпрямитель электроэнергия трехфазный мостовой Определение интегральных энергетических характеристик выпрямителя позволяет ввести коэффициенты преобразования схемы по току, напряжению, мощности. Тогда действующее значение фазного тока трансформатора, питающего выпрямитель равно: а коэффициент преобразования схемы выпрямления по току: Данный коэффициент при принятых допущениях не зависит от угла управления a. Коэффициент преобразования мостового выпрямителя по напряжению равен: Зная коэффициенты преобразования выпрямителя по току и напряжению, можно определить коэффициент использования мощности питающего трансформатора: Расчет режима работы выпрямителя целесообразно осуществлять методом последовательных итераций до получения заданной погрешности сходимости численных величин выпрямленных тока, напряжения и угла коммутации g.Изложенная выше методика расчета режимов работы выпрямителя позволяет рассчитать его регулировочную характеристику по выражению Для этого необходимо задаться несколькими значениями углов управления a, для каждого из которых повторяется расчет соответствующего режима и определяется графическая зависимость Ud = f (a), Em = const, Rн = const. Расчеты сведем в табл.4: Таблица 4 ?, град. Внешние характеристики Ud=f (Id) при a=const легко определяются выражением Данное выражение справедливо для нормального двух-трехвентильного режима работы выпрямителя, т.е. для значений угла коммутации . Значение тока нагрузки, при котором выпрямитель перейдет в аварийный трех-четырех вентильный режим работы при угле коммутации =60°, следовательно, внешняя характеристика выпрямителя нормального режима при =0 ограничивается значением тока Idmax, при котором = ().Определение степени искажения кривой напряжения осуществляется по известному гармоническому спектру несинусоидального, в частности, трапецеидального, тока, потребляемого вентильной нагрузкой. Достаточно простое математическое описание кривой фазного тока позволяет получить аналитические зависимости его гармонического состава где Ікм - амплитудное значение к-ой гармоники, к = 1, 5, 7, 11, 13, 17,.; Степень искажения формы тока определяется коэффициентом гармоник по току Степень искажения напряжения оценивается коэффициентом гармоник по напряжению Тогда ток к-ой гармоники в питающей сети создает падение напряженияОпределим по следующему выражению где Ku - коэффициент преобразования схемы по напряжению. По известному току Id определяются среднее Іср и действующее значение тока вентиля По среднему значению тока Іср предварительно выбирается тиристор [1] и, соответственно, его параметры: пороговое напряжение U0 динамическое сопротивление Rd установившиеся и переходные тепловые сопротивления при выбранных условиях охлаждения. Определим повторяющееся напряжение - это максимально допустимое мгновенное значение напряжения, прикладываемого к полупроводниковому прибору в обратном или прямом закрытом направлении. Условия выбора тиристора Ін> Іср= 266,67 (А) выбираем низкочастотный тиристор нелавинного типа Т500 со следующими номинальными параметрами: Пороговое напряжение U0=1,3 (В)Расчет ведется в именованных единицах, для чего относительные значения гармоник фазных токов выражаются в Амперах. Действующее значение фазного тока определяется по заданному току Id и подсчитанному значению КІ. Гармонические составляющие фазных токов в именованных единицах находятся по известному из предыдущих расчетов процентному содержанию высших гармоник в кривой тока: Последовательность расчета элементов фильтра: 1. Определяется мощность батареи конденсаторов на фазу Учет производится с помощью коэффициента bk, значения которого для 5,7 гармоник принимаются 0,83-0,82; для 11, 13 гармоник - 0,77-0,765.Цель, поставленная в курсовой работе была
План
Содержание
Введение
1. Структурная схема системы фазового управления
2. Расчет рабочего номинального режима выпрямителя и расчет для заданного ?
3. Расчет номинального рабочего режима ? = 0
4. Построение временных диаграмм работы выпрямителя по расчетным данным и графическое определение пульсации выпрямленного напряжения при ? = 0?
5. Расчет и построение регулировочной и внешних характеристик выпрямителя для режима номинальной нагрузки
7. Расчет гармонического состава и коэффициентов искажения синусоидальности фазных токов и напряжений выпрямителя для номинального режима при ? = 0
8. Расчет баланса мощностей выпрямителя при ? = 0
9. Выбор вентилей выпрямителя и расчет их теплового режима
10. Расчет силового фильтра
Заключение
Список литературы
Введение
Трехфазный выпрямитель - устройство, применяемое для получения постоянного тока из трехфазного переменного тока системы Доливо-Добровольского. Цель курсовой работы - рассмотреть характерные режимы работы одного из простейших и часто встречающихся преобразователей электрической энергии - трехфазного мостового выпрямителя.
Трехфазный выпрямитель может использоваться для питания якорных цепей двигателей постоянного тока в электроприводах станков и других машин, а также может использоваться в качестве регулятора напряжения в цепях с активной или активно-индуктивной нагрузкой
При выполнении курсовой работы необходимо закрепить теоретические знания практическим выполнением расчетов рабочих режимов управляемого выпрямителя, выбором силовых вентилей и анализом их температурного режима, расчетом искажений токов и напряжений питающей сети и выбором фильтрокомпенсирующих устройств. Расчет коэффициента использования мощности питающего трансформатора и потерь электроэнергии при выпрямлении переменного тока позволяет глубже изучить эффективность процесса преобразования энергии.
1. Структурная схема системы фазовго управления
Наиболее распространенным способом регулирования углов включения тиристорами является вертикальное управление. Принцип вертикального управления заключается в сравнении синхронизирующего напряжения пилообразной формы с управляющим напряжением. Синхронизирующее напряжение формируется синхронно и синфазно с сетевым напряжением выпрямителя. В результате точка сравнения синхронизирующего Uc и управляющего Uy сигналов определяет соответствующее значение угла управления тиристором.
На рисунке обозначены: ГПН - генератор пилообразного напряжения;
К - компаратор;
ФИ - формирователь импульса;
У - усилитель.
Аналогичные каналы управления имеются и в фазах В, С.
Рис.1. Блок - схема фазового управления вентилями фазы А выпрямителя
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
