Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Трехфазный мостовой преобразователь

Название: Трехфазный мостовой преобразователь
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Добавлен 11:21:36 09 июля 2009 Похожие работы
Просмотров: 3376 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Тольяттинский Государственный Университет

Электротехнический факультет

Кафедра «Промышленная электроника»

Пояснительная записка

к курсовому проекту

«Трёхфазный мостовой преобразователь»

Студент: Моторин С.К.

Группа: Э - 406

Преподаватель: Бар В.И.

Тольятти 2003


Содержание

Введение

1. Анализ состояния, перспектив проектирования и разработки статических преобразователей средней мощности

2. Разработка структурной и принципиальной схем преобразователя

3. Расчёт токов и напряжений.

4. Расчёт семейства внешних характеристик

5. Расчёт сглаживающего фильтра выпрямителя при активной нагрузке. Выбор емкостей. Расчет сглаживающего дросселя

6. Электромагнитный расчет трансформатора

7. Выбор и расчет устройств защиты от аварийных токов и перенапряжений

8. Описание работы схемы управления

Заключение

Литература


Введение

В настоящее время в промышленных устройствах очень часто возникает необходимость получения постоянного тока из переменного тока. Данную функцию выполняют выпрямители. Выпрямителем называют устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток.

Целью настоящей работы является расчёт трехфазного управляемого выпрямителя, преобразующего входное напряжение до необходимой выходной величины с заданным коэффициентом пульсаций и величиной выходного тока, за счёт использования трансформатора напряжения, соответствующей вентильной выпрямительной схемы, фильтра гармонических составляющих выходного напряжения и системы защиты от перегрузок и коротких замыканий.


1. Анализ состояния, перспектив проектирования и разработки статических преобразователей средней мощности

На сегодняшний день существуют различные выпрямительные схемы статических преобразователей мощности. Разделение в основном идет на однофазные и трехфазные выпрямители, а также на неуправляемые и управляемые.

Неуправляемые выпрямители строятся на основе полупроводниковых диодов. Данные устройства не позволяют регулировать мощность, выделяемую в нагрузке. Управляемые выпрямители в качестве вентилей используют тиристоры. Применение данных полупроводниковых приборов позволяет регулировать мощность, выделяемую в нагрузке.

Трехфазные выпрямители используются при средних и больших мощностях. Применение трехфазных выпрямителей позволяет создать равномерную нагрузку на все три фазы сети; уменьшить пульсации выпрямленного напряжения; уменьшить расчетную мощность трансформатора, а также повысить коэффициент мощности.

Схема трехфазного однополупериодного выпрямителя (схема Миткевича) изображена на рис. 1.1. Она обладает невысокими энергетическими характеристиками. Частота пульсаций выпрямленного напряжения в три раза больше частоты питающего напряжения; установленная мощность трансформатора должна быть на 35% больше мощности в нагрузке, что значительно увеличивает его габариты; стержни магнитопровода трансформатора подмагничиваются в процессе работы выпрямителя. Наибольшее распространение получила схема трехфазного двухполупериодного мостового выпрямителя, представленная на рис. 1.2 (схема Ларионова). Данная схема обладает лучшими энергетическими показателями: частота пульсаций выпрямленного напряжения в шесть раз больше частоты питающего напряжения, что значительно снижает массогабаритные и стоимостные показатели фильтрующих устройств; установленная мощность трансформатора всего на 5% больше мощности в нагрузке; отсутствует подмагничивание стержней магнитопровода


трансформатора.

В табл. 1.1 приведены сравнительные характеристики выпрямителей различных типов, где: q0 - коэффициент пульсаций, Ia - среднее значение тока вентиля, Id - среднее значение выходного тока выпрямителя, Uобр - амплитуда обратного напряжения на вентилях, Ud - среднее значение выходного напряжения выпрямителя, ST - расчётная мощность трансформатора, Pd - значение мощности на нагрузке, N – минимальное число вентилей, m – пульсность напряжения.

Таблица 1.1

Основные характеристики выпрямителей

Тип выпрямителя m N
Однофазный нулевой 2 2 0.67 0.50 3.14 1.34
Однофазный мостовой 2 4 0.67 0.50 1.57 1.11
Трёхфазный нулевой 3 3 0.25 0.33 2.09 1.34

Трёхфазный мостовой

(схема Ларионова)

6 6 0.06 0.33 1.05 1.05
Двойной трёхфазный с уравнительным реактором 6 6 0.06 0.17 2.09 1.26

Таким образом, наибольшее применение нашла мостовая схема Ларионова, содержащая выпрямительный мост из шести вентилей.


2. Разработка структурной и принципиальной схем преобразователя

Основными элементами преобразователя являются трансформатор и вентили. Основное требование, предъявляемое к полупроводниковым преобразователям, в том числе и к выпрямителям - это надёжность, поэтому ввиду чувствительности приборов к перегрузкам, коротким замыканиям, перенапряжениям в схеме необходимо предусмотреть быстродействующие системы защиты. Необходимо выдерживать заданные параметры на выходе преобразователя. Для этого в схему включаются фильтры, датчики и системы сравнения выходных параметров преобразователей с заданными, и управления полупроводниковыми приборами. Согласно вышесказанному, составили структурную (рис. 2.1.) и принципиальную (рис. 2.2.) схемы полупроводникового выпрямителя.




3. Расчет токов и напряжений

3.1. Расчет токов и напряжений выпрямителя.

3.1.1 Выбрали минимальное значение угла управления aмин =10º.

3.1.2 Определили номинальное и максимальное значения угла управления:

aном =arccos(K1 ·cos aмин )=arccos(0,9·cos 10º)=27,585º (3.1)

aмакс =arccos(K1 ·)=arccos(0,9·)=36,317º (3.2)

где0,9; (3.3)

1,1; (3.4)

где Uc =220 В – напряжение сети, из задания;

DUс =22 В – колебание напряжения сети 10%, из задания.

3.1.4 Рассчитали среднее значение выпрямленного тока в относительных единицах:

0,409.(3.5)

3.1.5 Вычислили значение выпрямленного напряжения холостого хода (ЭДС выпрямителя):

58,462 В, (3.6)


где Uн =32 В – напряжение на нагрузке из задания;

DUd – суммарное падение напряжения на активном сопротивлении обмотки дросселя и активном сопротивлении тиристора; предварительно приняли DUd =6 В.

3.1.6 Определили амплитудное значение фазной ЭДС на вторичной обмотке трансформатора (соединение обмоток «звезда-звезда»):

35,346 В. (3.7)

3.1.7 Рассчитали индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора и угол коммутации:

0,018 Ом, (3.8)

где Id =Iн =800 А – номинальное значение выпрямленного тока;

(3.9)

Повторили вычисления по пунктам 3.1.3 - 3.1.7 для значений =0,8; 0,75; 0,7; 0,60; 0,55; 0,50. Все полученные результаты занесли в табл.3.1.


Таблица 3.1

Промежуточные результаты расчета выпрямителя

a ном , ° , В , В x g , Ом g ном , ° Id кз S , В × А
33,166 0,8 0,150 47,5 28,718 0,005 16,881 5350 38850
0,75 0,236 50,667 30,633 0,009 24,560 3388 40970
0,70 0,323 54,286 32,821 0,013 31,506 2479 43440
0,65 0,409 58,462 35,346 0,018 37,979 1954 46420
0,60 0,496 63,333 38,281 0,024 44,135 1613 49700
0,55 0,583 69,091 41,772 0,030 50,078 1373 53710
0,50 0,696 76 45,95 0,038 55,888 1196 58520

По результатам расчетов таблицы 3.1, сделали следующие выводы: для уменьшения тока короткого замыкания Id .кз и уменьшения полной мощности трансформатора S, приняли значение выпрямленного напряжения в относительных единицах равным =0,65. Дальнейший расчет ведется для выбранных параметров.

3.1.8 Нашли наибольший выпрямленный ток короткого замыкания:

1963 А (3.10)

3.1.9 Определили ортогональные составляющие первой гармоники вторичного тока в относительных единицах:

0,207 (3.11)

(3.12)

0,314. (3.13)

3.1.10 Рассчитали действующее значение тока первой гармоники вторичной обмотки трансформатора (базисное значение тока):

612,947 А. (3.14)

3.1.11 Нашли действующее значение тока вторичных обмоток трансформатора, соединенных «звездой»:

617,781 А. (3.15)

3.1.12 Определили коэффициент трансформации трансформатора:

5,082. (3.16)

3.1.13 Рассчитали действующее значение тока в первичных обмотках трансформатора, соединенных «звездой»:

121,562 А. (3.17)

3.1.14 Вычислили полную мощность трансформатора:

46,32 кВ·А. (3.18)

3.1.15 Определили угол сдвига первой гармоники входного тока относительно фазной ЭДС:

0,848 рад. (3.19)

3.1.16 Рассчитали активную мощность на входе выпрямителя:

30,4 кВ·А. (3.20)

3.1.17 Нашли коэффициент мощности выпрямителя:

K=P/S=30,4/46,32=0,656. (3.21)

3.1.18 Рассчитали среднее значение анодного тока:

Iа . ср =Id /3=800/3=266,666А. (3.22)

3.1.19 Определили максимальное значение анодного тока:

Iа m =Id =700 А. (3.23)

3.1.20 Вычислили действующее значение анодного тока:

436,837 А. (3.24)

3.1.21 Определили скорость спадания анодного тока в момент выключения вентиля:

-1541А/с. (3.25)


3.1.22 Рассчитали анодное напряжение в момент включения вентиля:

23,349 В. (3.26)

3.1.23 Нашли анодное напряжение в момент выключения вентиля:

55,737 В. (3.27)

3.1.24 Определили максимальное значение обратного анодного напряжения:

– 61,22 В. (3.28)

3.1.25 Нашли действующее значение n-й гармоники выпрямленного напряжения (a>0; Id >0; g≤60º):

(3.29)

где -0,097; (3.30)

-0,017; (3.31)

n – номер гармоники выпрямленного напряжения, приняли n=6.

Аналогичные вычисления провели и для n=12,18. При этом получили:

Ud (12) =3,583 В; Ud (18) =2,992 В.

3.1.26 Определили действующее значение первой гармоники анодного напряжения:

. (3.32)

3.1.27 Рассчитали действующее значение n-й (n=6k±1) гармоники анодного напряжения:

, (3.33)

где 0,152; (3.34)

0,243 (3.35)

Аналогичные вычисления провели и для n=7. При этом получили следующий результат: Ua (7) =3,969 В.

3.1.28 Нашли действующее значение n-й (n=3k) гармоник анодного напряжения:

, (3.36)

где 0,061; (3.37)

0,394 (3.38)

Аналогичные вычисления провели и для n=6. При этом получили следующий результат: Ua (6) =2,062 В.

3.2 Выбор тиристоров и охладителей

Выбор тиристоров осуществляется на основе следующих найденных расчетным путем величин:

- средний ток, протекающего через прибор Iа.ср =266,667 А,

- максимальное значение обратного анодного напряжения Uam =61,22 В,

- анодное напряжение в момент выключения вентиля 55,737 В,

- скорость спадания анодного тока в момент выключения вентиля

-1541А/с.

Исходя из этих условий из справочника [2] с учетом 5%-го допуска требуемых разбросов параметров выбрали тиристоры Т-133-400 со следующими эксплуатационными параметрами:

- максимально допустимое напряжение в открытом состоянии 300 – 1600 В

- максимально допустимый средний ток в открытом состоянии 400 А


4. Расчет семейства внешних характеристик

4.1 Режимы работы выпрямителя

В работе трехфазного мостового выпрямителя можно выделить три режима работы: режим 2-3 (ток попеременно пропускают два или три вентиля); режим 3 (ток пропускают всегда три вентиля); режим 3-4 (ток попеременно пропускают три или четыре вентиля). С увеличением выпрямленного тока Id или индуктивного сопротивления xg при заданном напряжении питания Uпит , один режим работы выпрямителя переходит в другой. Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость выпрямленного напряжения Ud от выпрямленного тока Id .

4.2 Внешние характеристики режима работы 2-3

Внешними характеристиками Ud =f(Id ) для режима 2-3 являются прямые линии, следовательно, каждую из них можно построить по двум точкам. Для построения первой точки (a=0°) примем Id =0, тогда вторая координата опишется уравнением:

. (4.1)

Для построения второй точки каждой характеристики примем в относительных единицах . Тогда в абсолютных единицах:

0,2×1954 = 390,8 А, (4.2)

где Iбаз =1954 А – базисное значение тока, равное току короткого замыкания при угле a=30°.

Семейство внешних характеристик выпрямителя при его работе в режиме 2-3 описывается уравнением:

. (4.3)

Воспользовавшись уравнением (4.3), рассчитали координаты точек при различных углах управления a для номинального параметра Ed ном . Результаты свели в табл.4.1.

Таблица 4.1

Внешние характеристики режима 2-3

Рассчитываемое напряжение Угол управления a, º
0 15 27,585 45 60 70 80
Ud 1 , В 58,46 56,47 51,81 41,33 29,23 19,99 10,15
Ud 2 , В 51,74 49,75 45,1 34,62 22,51 13,278 3,43

4.3 Внешние характеристики режима 3

Для a=0° граничной между режимами 2-3 и 3 является точка А, для которой координаты определяются так:

(4.4)

(4.5)

Для a=30° граничной между режимами 3 и 3-4 является точка В, для которой координаты определяются так:

(4.6)

(4.7)

Промежуточные точки участка А-В внешней характеристики выпрямителя в режиме 3 описывается уравнением:

. (4.8)

Угол управления a для режима 3 является вынужденным и изменяется от 0° до 30°. Угол коммутации остается постоянным и равным 60°.

Участок границы между режимами 2-3 и 3-4 для токов Id >Id грВ­ описывается тем же уравнением, что и участок А-В внешней характеристики. Максимальное значение тока при Ud =0:

. (4.9)

Задаваясь значениями тока Id в диапазоне 846,1£Id £1692,2 найдем по формуле (4.8) значения Ud . Результаты свели в табл.4.2.

Таблица 4.2

Внешние характеристики режима 3

Id , A 953,3 1100 1200 1300 1400 1500 1692,2
Ud , B 43,81 38,51 35,78 32,56 28,67 23,79 5,07

4.4 Внешние характеристики режима работы 3-4

Режим работы 3-4 наступает при углах управления a ≥ 30º.

Рассчитаем характеристики углов управления, равных 30º и 45º по двум точкам. Для a=30º координаты точек:

- первая (точка В): Id =1400 A, Ud =28,67 В;

- вторая (на оси Id – точка КЗ): Id =1954 А, Ud =0 В.

Для a=45º координаты точек, по которым будет построена прямая: режим 3 заканчивается, когда g¹60º. При этом условии ток:

(4.10)

Напряжение Ud =13,07 В нашли по формуле (4.8). Вторая точка находится на оси Id , поэтому Ud =0. Ток в относительных единицах:

. (4.11)

По формуле (4.2) нашли значение Id =1887,56 А.

По основе данных пунктов 4.2-4.4, включающих табл.4.1-4.2, построили семейство внешних характеристик выпрямителя, которое изображено на рис.4.1. Здесь А – граничная точка режимов 2-3 и 3; B – граничная точка режимов 3 и 3-4.

Графики кривых и постоянной составляющих выпрямленного напряжения представлены на рис. 4.2.


Семейство внешних характеристик выпрямителя.

Рис4.1.

График кривых и постоянной составляющих выпрямленного напряжения.

Рис. 4.2.


5. Расчет сглаживающего фильтра выпрямителя при активной нагрузке

Первой гармоникой источника питания является гармоника напряжения питания при f(1) =50 Гц. Частота основной гармоники выпрямленного напряжения в 6 раз больше: f(6) .

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения будем использовать индуктивно-емкостной фильтр с последовательным включением выпрямительного моста и дросселей фильтра, и параллельным включением конденсатора нагрузки (рис.2.2).

5.1.1 Рассчитали коэффициент пульсации на выходе выпрямителя (на входе сглаживающего фильтра):

; (5.1)

; (5.2)

. (5.3)

5.1.2 Коэффициент пульсации на выходе согласно заданию Кп(6) =0,024%. Дальнейший расчет проведем по 6-ой гармонике.

5.1.3 Рассчитали минимальную индуктивность сглаживающего фильтра:

Гн. (5.4)


где m=6 – номер гармоники выпрямленного напряжения;

w – круговая частота:

w=2·p·f=2·3,14·50=314 с-1 , (5.5)

где f=50 Гц – частота сети.

Приняли Lф=2 мкГн.

5.1.4 Определили коэффициент фильтрации:

, (5.6)

где КП =0,024 % – коэффициент пульсаций, согласно заданию.

5.1.5 Нашли емкость конденсатора фильтра:

27,597 Ф. (5.7)

5.1.6 Корректировка величин индуктивности и емкости фильтра.

Величина емкости слишком большая, поэтому выбрали емкость конденсатора фильтра Сф =51×10-3 Ф. Пересчитали индуктивность сглаживающего дросселя:

Гн. (5.8)

Определили индуктивность дросселей:

Гн. (5.9)

5.1.7 Амплитуда основной гармоники тока:

(5.10)

5.1.8 Выбор типа конденсатора.

В качестве конденсатора С7 (рис.2.2) сглаживающего фильтра выбрали из справочника [3] конденсатор К50-18 емкостью 51 мФ (согласно ряда Е24) и номинальным напряжением Uном = 82 В.

5.2 Расчет сглаживающего дросселя

Сглаживающий дроссель предназначен для уменьшения пульсаций выпрямленного тока. По обмотке дросселя протекают переменная и постоянная составляющие выпрямленного тока. Постоянная составляющая создает поток вынужденного намагничивания сердечника дросселя. Индуктивность дросселя зависит от величины этого магнитного потока. Чтобы ослабить эту зависимость, в сердечнике делают немагнитные зазоры (рис. 5.1). Для расчета сглаживающего дросселя предварительно задались следующими параметрами:

- коэффициент заполнения окна магнитопровода: Kм =0,25;

- коэффициент, характеризующий отношение высоты окна магнитопровода к ширине окна: K1 =b/a=4;


-


коэффициент, характеризующий отношение магнитного сопротивления зазора к магнитному сопротивлению стали: K2 =10;

- плотность тока в обмотке: jd =3·106 А/м2 ;

- число витков обмотки дросселя: W=25;

- относительная динамическая магнитная проницаемость стали: m* =700.

5.2.1 Длина немагнитного зазора:

16,3 мм. (5.11)

5.2.2 Площадь поперечного сечения:

. (5.12)


5.2.3 Размеры сечения окна магнитопровода:

0,082 м = 82 мм; (5.13)

b=4·a=4·0,082=0,328 м; (5.14)

5.2.4 Размеры сечения сердечника:

0,188 м = 188 мм. (5.15)

5.2.5 Сечение меди в проводе:

м2 . (5.16)

5.2.6 Средняя длина витка обмотки:

1,439 м. (5.17)

5.2.7 Активное сопротивление обмотки:

2,564·10-3 Ом. (5.18)

5.2.8 Падение напряжения на активном сопротивлении обмотки:

DUа =2·Id ·R=2·800·2,564·10-3 =4,102 В. (5.19)


5.2.9 Потери в меди обмотки дросселя:

DP=Id ·DUа =800·4,102 = 1,641кВт (5.20)

5.3 Тепловой расчет сглаживающего дросселя

В связи с большим током дросселя приняли водяное охлаждение.

5.3.1 Количество охлаждающей воды для одного дросселя:

1,313·10-5 м3 /с, (5.21)

где Т2 – температура воды на выходе; приняли Т2 =50 ºС;

Т1 – температура воды на входе; приняли Т1 =20 ºС.

5.3.2 Площадь сечения отверстия охлаждающей трубки:

6,564·10-6 м2 (5.22)

где v – скорость потока воды; приняли v=2 м/с.

Выбрали трубки с прямоугольным отверстием, имеющую размеры 0,37´0,24 см2 .

5.3.3 Проверка на турбулентность

Гидравлический эквивалент диаметра:

2,574·10-3 м, (5.23)


где F – периметр трубки.

Рассчитали критерий Рейнольдса:

7800, (5.24)

где m* - кинематическая вязкость воды при средней температуре

Тср =(Т12 )/2=35 ºС.

Так как Re=7800>2300, то движение воды турбулентное.

5.3.4 Коэффициент сопротивления шероховатости:

0,092, (5.25)

где k=3 – коэффициент шероховатости.

5.3.5 Длина трубки одного дросселя:

l=lср . в ·W=1,439·25=35,986м. (5.26)

5.3.6 Перепад давления:

3,774·106 Н/м2 (5.27)


5.3.7 Рассчитали превышение температуры по формуле:

(5.28)

Повышение температуры ts =tc +t=20+25=45° составляет меньше допустимой температуры класса изоляции «А»: t=105°С, что соответствует требованиям эксплуатации.


6. Электромагнитный расчет трансформатора

6.1 Основные электрические параметры трансформатора были рассчитаны в п.п. 3.1.6 и 3.1.9-3.1.16 (полная мощность S, действующие значения фазных токов первичных I1 и вторичных обмоток I2 и т.д.).

Выбрали двухобмоточный трансформатор с плоской магнитной системой стержневого типа со стержнями, имеющими сечение в форме симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность, и с концентрическим расположением обмоток. Магнитная система такого трехфазного трансформатора с обмотками.

В качестве магнитной системы выбираем трёхфазную шихтованную магнитную систему, схематически изображенную на рис.6.1, из холоднокатаной стали марки 3404 толщиной 0.35 мм. Провод обмотки сделан из алюминия. Обмотки соединены по схеме ''звезда-звезда''.

6.2 По табл. 1.9 [4] определили потери и напряжение короткого замыкания для рассчитанной полной мощности трансформатора (S=46,32 кВ×А). Получили PК = 2000 Вт, UК% = 5 %. Рассчитали реактивную составляющую напряжения короткого замыкания по формуле:

(6.1)

6.3 По табл.2.2 [4] определили коэффициент заполнения kЗ , по табл. 2.4 [4] определили индукцию в стержнях трансформатора B, по табл.2.5 [4] определили коэффициент заполнения площади круга kКР , по табл.3.3 [4] определили коэффициент приведённой ширины k, по табл.3.12 [4] определили значение коэффициента β, по табл.4.5 [4] определили минимальное изоляционное расстояние a12 .


Получили B= 1.575 Тл, kЗ = 0.965, kКР = 0.915, k= 0.787, β= 1.4, a12 = 0.009 м. Приняли коэффициент приведения идеального поля рассеивания к реальному kР = 0.95. Рассчитали диаметр стержня по формуле:

(6.2)

6.4 Рассчитали средний диаметр канала между обмотками по формуле:

, (6.3)

где а – коэффициент; по табл. 3.4 приняли a = 1,45.

6.5 Рассчитали радиальный размер обмотки низкого напряжения:

, (6.4)

где k1 – коэффициент; принимаем k1 = 1.1.

6.6 Рассчитали высоту обмотки по формуле:

(6.5)

6.7 Рассчитали активное сечение стержня:

(6.6)

6.8 Рассчитали количество витков первичных и вторичных обмоток по формуле:

(6.7)

(6.8)


6.9 Рассчитали сечение проводов первичных и вторичных обмоток.

(6.9)

, (6.10)

где jd – плотность тока в обмотке; принимаем jd = 3×106 А/м2 ;


7. Выбор и расчет устройств защиты от аварийных токов и перенапряжений

Для защиты преобразователя от аварийных токов и перенапряжений использовали два вида устройств: автоматический выключатель QF1 и плавкие предохранители FU1-FU7 (рис.2.2).

7.1 Выбор автоматического выключателя

Автоматический выключатель включается в цепь первичных обмоток силового трансформатора. Выбор выключателя осуществляется из условий напряжения питания преобразователя (Uп =220 В), частоты питающей сети (f=50 Гц), действующего значения входного тока (I =215,6 А), а также из условия отношения пускового тока к номинальному (Iпуск /Iн =2,5). Исходя из этих условий, выбрали из справочника [5] автоматический выключатель А37-15Б со следующими параметрами:

- частота питающей сети 50 Гц;

- номинальный ток выключателя 250 А;

- уставка по току срабатывания электромагнитного расцепителя 2500 А;

7.2 Выбор плавких предохранителей

Выбор плавких предохранителей в цепи каждого тиристора осуществляем из условия действующего значения анодного тока. Из справочника [5] выбирали плавкий предохранитель ПП57-3767 с параметрами:

- номинальный ток плавкой вставки 400 А

- номинальные потери мощности плавкой вставки 120 Вт

Для дополнительной защиты тиристоров в схему (рис. 2.2) включена демпфирующая RC-цепочка с подобранными параметрами.


8. Описание работы схемы управления

Для коммутации тиристоров в преобразователе используется система управления, которая может быть одноканальной (в которой все тиристоры управляются одноканальным сигналом со сдвигом на 60 градусов), так и многоканальной - с раздельно управляемыми тиристорами. Рассмотрим вертикальную синхронную систему управления со стабилизацией напряжения (рис.7.1.).

Напряжение с нагрузки Ud через датчик Д поступает на элемент сравнения. Также на вход элемента сравнения подаётся напряжение Uз с задатчика интенсивности ЗИ. Разница напряжений (Uз -Uос ) поступает на усилитель У и усиленное напряжение управления Uу идёт на компаратор К. На другой вход компаратора подаётся опорное напряжение Uоп с генератора пилообразного напряжения ГПН, управляемого устройством синхронизации УС, подключенного к линиям сетевого напряжения Uс . Пока опорное напряжение больше напряжения управления на выходе компаратора присутствует отрицательное выходное напряжение Uвых - . По достижению равенства входных напряжений компаратора он опрокидывается и на формирователе импульсов Ф оказывается положительное напряжение Uвых + .

Этот перепад вызывает появление короткого управляющего импульса напряжения на выходе формирователя импульсов Ф, в дальнейшем усиливаемого усилителем импульсов УИ и подаваемого на систему распределения управляющих импульсов для тиристоров. В случае повышения выходного напряжения Ud управляющее напряжение Uу ­ становится меньше, что вызывает увеличение угла управления aном на величину Da. Следовательно, произойдёт более позднее открывание тиристоров и снижение напряжения на нагрузке до номинального. Если возникает необходимость изменения выходного напряжения, это можно сделать путём изменения напряжения задатчика интенсивности Uз .


Структурная схема системы управления


Uоп

Uн,Iн

Uзн-Ucу Uу Uу фн

-Uc

УС – устройство синхронизации

ГПН – генератор пилообразного напряжения

К – компаратор

Ф – формирователь импульсов

У - усилитель

УИ – усилитель импульсов

ЗЧ – задатчик интенсивности

Д - датчик

АВ – автоматический выключатель

В – выпрямитель


Заключение

Результатом расчета является трехфазный управляемый мостовой выпрямитель со следующими параметрами:

a =27,585º – угол управления тиристоров;

g = 37,979º – угол коммутации;

Uн =32 В – выпрямленное напряжение.

По данным расчета построили семейство внешних характеристик трёхфазного мостового выпрямителя во всём диапазоне нагрузок от холостого хода до короткого замыкания.

Тиристоры выбирали по найденным значениям среднего тока, протекающего через тиристор и максимального обратного анодного напряжения. Исходя из этих условий, выбирали кремниевый тиристор Т133-400.

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения до требуемого по техническому заданию уровня, Кп(6) = 0,024%, применили фильтр. Фильтр выполнен на конденсаторе К50-18 со следующими параметрами:

номинальное напряжение Uном = 82 В;

емкость конденсатора С = 51 мФ.

Рассчитали дроссели, с индуктивность L1=L2=1,5×10-3 Гн, охлаждение дросселя водяное, подача воды осуществляется от насосной установки с перепадом давления Dр=3,775 атм.

Рассчитали трёхфазный трансформатор стержневого типа с концентрическими обмотками, соединением «звезда-звезда» на полную мощность S =46,320 кВ·А, число витков первичной обмотки равно 52, а вторичной - 21.

Для защиты от токов короткого замыкания и аварийных режимов работы выбрали плавкий предохранитель ПП57-3938 в цепь каждого тиристора из условия действующего значения анодного тока. В цепь первичных обмоток силового трансформатора выбрали выключатель А37-15.

Литература

1. Бар В.И. Проектирование ведомых сетью статических преобразователей средней и большой мощности. – Тольятти: ТолПИ, 1994. – 79 с.

2. Замятин В.Я. и др. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры. Справочник. – М.: Радио и связь, 1987. – 324 с.

3. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. – Киев.: Наукова Думка, 1982. – 672 с.

4. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 543 с.

5. Намитоков К.К. и др. Аппараты для защиты полупроводниковых устройств. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 130 с.


Перечень элементов

Обозн. Наименование Кол-во Примечание
Тиристоры
VS1-VS6 Т-171-250 6 О-181-110
Резисторы
R1-R6 ПЭВ-33Ом-5Вт 6
Конденсаторы
С1-С6 СКМ-0,5мкФ-500В 6
С7 К50-18-51мФ-82В 1
Предохранители
FU1-FU6 ПП57- 6
Выключатель
QF1 А37-15 1
Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений07:55:13 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
08:49:02 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Трехфазный мостовой преобразователь
Тиристорные устройства для питания автоматических телефонных станций
Содержание Задание к дипломному проекту 2 Введение 6 1 Электропитающие устройства АТС 9 1.1. Электрические машины постоянного тока 9 1.2 ...
Для расчета трансформатора и дросселя необходимо знать напряжения на их обмотках, действующие значения токов в обмотках и постоянный ток подмагничивания.
Ток дросселя переходит на вторую фазу, а тиристор VS1 оказавшись обесточенным и смещенным в обратном направлении, запирается и т. д. Таким образом, напряжение на выходе выпрямителя ...
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат Просмотров: 3196 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Совершенствование систем электроснабжения подземных потребителей шахт ...
Министерство образования Российской Федерации Филиал Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова (технического ...
Применяемые для приводов вентиляторов ВЦД-47У и ВЦД-47 ''Север'' асинхронные двигатели с фазным ротором имеют соответственно номинальные напряжения ротора 1050 и 1360 В ...
Дроссели LI, L2 ограничивают пики выпрямленного тока в процессе включения и отключения автоматического выключателя Q1, а также сглаживают пульсации выпрямленного напряжения при ...
Раздел: Рефераты по технологии
Тип: реферат Просмотров: 9303 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 2 Оценка: неизвестно     Скачать
Стабилизатор тока электродиализатора
Федеральное агентство по образованию Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Кафедра промышленной электроники ...
Простейшая система питания электродиализатора представляет собой однофазный управляемый выпрямитель со средней точкой вторичной обмотки трансформатора, подключенный к его ...
В которых как и прежде функцию стабилизации выходного параметра тока, напряжения или мощности осуществляет аналоговая часть, а цифровой микроконтроллер осуществляет функцию ...
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: дипломная работа Просмотров: 582 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Разработка ветроэнергетической установки
РЕФЕРАТ 96 с., 42 рис., 3 табл., 1 приложение, 23 источников. Объект исследования - силовой полупроводниковый преобразователь в составе ...
Выпрямитель обмотки возбуждения также трехфазный, но в связи с невысоким значением выпрямленного напряжения может быть выполнен по однополупериодной схеме.
Поскольку коэффициенты преобразования по напряжению выбранных схем выпрямителей различаются в два раза и их требуемые выпрямленные напряжения также различаются в два раза, возможен ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: дипломная работа Просмотров: 5137 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Расчет реверсивного электропривода
СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Выбор силовой схемы РТП 2. Расчёты и выбор элементов силовой схемы 2.1 Расчёт и выбор трансформатора 2.2 Расчёт и выбор ...
По характеру преобразования электроэнергии силовые преобразователи делятся на выпрямители, инверторы, преобразователи частоты, регуляторы напряжения переменного и постоянного тока ...
1.1, г); Н - схема, в которой две группы вентилей, обозначенные буквой В и присоединённые к двум комплектам вторичных обмоток трансформатора, обеспечивают полярность выпрямленного ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Просмотров: 1740 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Статический преобразователь средней мощности
Тольяттинский политехнический институт Кафедра "Промышленная Электроника" Курсовой проект по Преобразовательной Технике "СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ...
Выпрямленное напряжение имеет шестикратную пульсацию, и фазность преобразования равна шести (т = 6). Преобразователь имеет ряд преимуществ: мощности сетевых и вентильных обмоток ...
Где: q0 - коэффициент пульсаций, Ia - среднее значение тока вентиля, Id - среднее значение выходного тока выпрямителя, Uобр - амплитуда обратного напряжения на вентилях, Ud ...
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: курсовая работа Просмотров: 506 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Автоматизированный электропривод многоканатной подъемной установки
1.РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА_ 3 1.1. Исходные данные для проектирования многоканатной ШПУ____ 3 1.2.Выбор скипа_ 3 1.3.Выбор подъемных ...
Выбор тиристорного преобразователя произведем по двум параметрам - выпрямленному току Id ном и выпрямленному напряжению Ud ном при соблюдении условий:
2.3.2. Линейное напряжение вторичной обмотки, необходимое для выбора трансформатора, определим по формуле:
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Просмотров: 759 Комментариев: 4 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Проектирование лифта
Введение Подъёмные машины прерывистого режима работы в различных конструктивных исполнениях находят широкое применение во всех отраслях народного ...
Из выражения (5.9) видно, что для построения статической механической характеристики привода в режиме непрерывных токов необходимо определить максимальное выпрямленное напряжение ...
Из расчетов видно, что максимальное напряжение нужно подавать при работе с момент статическим Мс пр2 = 294 Н=м. Так как выбранный двигатель имеет номинальное напряжение 220В, то ...
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Просмотров: 1661 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Электропривод подъемного механизма крана
АННОТАЦИЯ Лагутин Д.В. Электропривод подъемного механизма крана В работе приведен выбор схемы электропривода подъемного механизма крана, выбран и ...
Расчетное значение напряжения U2ф вторичной обмотки трансформатора, имеющего m-фазный ТП с нагрузкой на якорь двигателя в зоне непрерывных токов, с учетом необходимого запаса на ...
Также рассчитан силовой преобразователь и выбраны элементы мостовой реверсивной схемы: трансформатор, тиристоры, дроссель.
Раздел: Рефераты по технологии
Тип: реферат Просмотров: 5853 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 4 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Агрегат подготовки холоднокатаных рулонов
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1 Тип станка (механизма), его основные технические данные 1.2 Кинематическая схема, назначение приводов 1.3 ...
Наиболее перспективным способом регулирования скорости асинхронного двигателя является регулирование изменением частоты подводимого напряжения с помощью преобразователя частоты ...
Преобразователь состоит из: трансформатора TV1 ТСПЗ-630/10; автоматических выключателей, на стороне переменного тока QF1, QF2 -А37156, на стороне постоянного тока QF3 - А3725Б ...
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Просмотров: 235 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Курсовая работа: Трехфазный мостовой преобразователь (1861)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150408)
Комментарии (1831)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru