Розрахунок керованого випрямляча та системи імпульсно-фазового керування - Курсовая работа

Мета даної курсової роботи - спроектувати керований випрямляч і систему імпульсно-фазового керування для нього. Він складається з трансформатора, що перетворює напругу ланцюга живлення у необхідну за величиною; вентильного блоку, що перетворює змінну напругу в пульсуючу та фільтра, що згладжує пульсації випрямленої напруги до необхідної для нормальної роботи споживача величини. У даній курсовій роботі розглядається трьохфазний керований випрямляч, побудований з використанням керованих вентилів (тиристорів). Для керування тиристорами, що використовуються в даному випрямлячі, використовується система імпульсно-фазового керування.Згідно з завданням приймаємо трьохфазну мостову схему випрямляча на шести тиристорах з нульовим діодом. Спочатку проводимо розрахунок у некерованому режимі, тобто при У звязку з тим, що напруга в мережі може змінюватись у межах визначаємо величини випрямлених напруг на навантаженні: де - випрямлена напруга на навантаженні при нормальній напрузі в мережі; Визначаємо максимальне значення зворотної напруги на тиристорах: середнє значення струму тиристорів Визначаємо активний опір фази трансформатора: де - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення; Визначаємо параметри трансформатора з джерела [2]: діюча напруга на вторинній обмотці трансформатора діючий струм вторинної обмотки трансформатора коефіцієнт трансформації діючий струм первинної обмотки трансформатора діюче значення струму діода типова потужність трансформатораВизначаємо максимальний і мінімальний кути провідності тиристорів: Струми через тиристори та в нульовому діоді вже розраховано вище. На підставі попередніх розрахунків знаходимо: для тиристорів - для нульового діода - Припустимі струми через тиристори та вентиль залежать від кута провідності та швидкості охолоджуючого повітря й не перевищують Тоді необхідно обрати: тиристори на струм нульовий діод на струмЗагальна розрахункова формула для всього сімейства навантажувальних характеристик: при при Результати розрахунків зведемо до таблиці 1.2.Захист повинен задовольняти наступним вимогам: - забезпечувати максимальну швидкодію; Для захисту тиристорів від перевантажень використовуємо швидкодіючі плавкі запобіжники. Визначаємо параметри ланцюгів за наступними співвідношеннями: де - величина струму холостого ходу вторинної обмотки трансформатора, складає 5% від діючого струму вторинної обмотки трансформатора; коефіцієнт запасу від перевантажень на тиристорі, З джерела [2] за обчисленими значеннями обираємо конденсатори C1-C3 типу СГМ-4-500 В-0.62 МКФ±10%, резистори R1-R3 типу ПЭВ-10-50 Ом±5%. Для послаблення перевантажень тиристорів у момент комутації використовуємо ланцюги, що вмикаються паралельно тиристорам.Визначаємо потрібну тривалість імпульсу керування .Схема підключення ланцюга керування має такий вигляд (рис. Виконаємо розрахунок елементів ланцюга керування тиристорами. Шунтуючий діод VD3, для надійного закриття тиристора обираємо за умови: Uобр.доп>Uxx=324,24 (B); Визначаємо потужність розсіювання на резисторі R10, за умови імпульсного характеру керування: . Вибір провозимо за - середньому значенню струму через оптотиристор: Приймаємо до установки модуль МДТО80-12 з параметрами: Рисунок 2.2 - Схема ланцюга керування тиристорамиМаксимальний струм в ланцюгу колектора VT2 (струм первинної обмотки Wk) визначимо як . З довідника за даними Uкэ.доп, Im, Pn обираємо транзистор КТ601М з наступними параметрами: - максимальна напруга колектор-емітер Uкэ.max = 100 (B); Визначаємо струм короткого замикання за змінним струмом : , де - коефіцієнт робочої точки при збільшенні температури . Приймаємо резистор R7 типу КИМ-0,05-2,4 КОМ±10%; резистор R9 типу КИМ-0,05-6,8 КОМ±10%. Ємність конденсатора С4 визначимо з умови найменший відхилень: . приймемо конденсатор з ємність в 10 разів більше ніж ми розрахували.Ємність конденсатора С2 визначимо з умови найменших відхилень: . Приймаємо конденсатор типу К50-16-1000 МКФ. Приймаємо резистор ОМЛТ-0,125-100 Ом±10%. Ємність конденсатора С1 визначимо з умови найменших відхилень: . Приймаємо до встановлення конденсатор типу К52-1-3 В-22 МКФ.Для однофазної мостової схеми випрямлення знаходимо: Від відносно малої потужності споживання (84 МВТ) розрахунок трансформатора не виконуємо. Вторинна обмотка трансформатора може розполагатися на силовом трансформаторі.Блокінг-генератор на транзисторі VT2 спрацьовує в той момент, коли напруга з ГПН стає більш негативною по відношенню до напруги керування, тобто . пилкоподібної напруги, змінюється за законами: , де - напруга на виході ГПН за відкритого транзистора VT1, Тз - постійна часу заряду конденсатора, . Величина напруги керування СІФУ для різних кутів визначається як Таблиця 2.1Згідно з завданням приймаємо схему стабілізатора напруги на основі ітегральної схеми K142EH1. Дільник вихідної напруги обирається з умови протікання через нього струму не менше 1,5 (МА). З джерела [2] обираємо резистор R3 типу МЛТ-0,8-22 КОМ±10%, а резистор R4 типу МЛТ-0,8-1,6 КОМ±10%. Приймаємо З джерела [2] обираємо конден

Зміст

Вступ

1 РОЗРАХУНОК СИЛОВОЇ ЧАСТИНИ КЕРОВАНОГО ВИПРЯМЛЯЧА

1.1 Вибір схеми та розрахунок основних параметрів випрямляча в некерованому режимі

1.2 Розрахунок основних параметрів випрямляча в керованому режимі

1.3 Розрахунок регулювальної характеристики керованого випрямляча

1.4 Розрахунок регулювальної характеристики керованого випрямляча

1.5 Вибір захисту тиристорів від перевантажень за струмом та напругою

2 ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ІМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО КЕРУВАННЯ

2.1 Розрахунок параметрів пускових імпульсів

2.2 Розрахунок параметрів елементів кола керування тиристорами

2.3 Розрахунок параметрів елементів блокінг-генератора

2.4 Розрахунок елементів генератора пилкоподібної напруги

2.5 Розрахунок вхідного кола генератора пилкоподібної напруги

2.6 Розрахунок елементів блока синхронізації

2.7 Побудова регулювальних характеристик випрямляча

3 РОЗРАХУНОК ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ

3.1 Вибір схеми та розрахунок основних параметрів джерела живлення

3.2 Розрахунок однофазного мостового випрямляча

Висновки

Перелік посилань

Додатки

Додаток А