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

В табл. 1. приведены сравнительные характеристики выпрямителей различных типов, где: q₀ - коэффициент пульсаций, Ia - среднее значение тока вентиля, Id - среднее значение выходного тока выпрямителя, U_обр - амплитуда обратного напряжения на вентилях, Ud - среднее значение выходного напряжения выпрямителя, S_T - расчётная мощность трансформатора, Pd - значение мощности на нагрузке, N – минимальное число вентилей, m – пульсность напряжения.

Таблица 1.

Основные характеристики выпрямителей

Тип выпрямителя	m	N
Однофазный нулевой			0.67	0.50	3.14	1.34
Однофазный мостовой			0.67	0.50	1.57	1.11
Трёхфазный нулевой			0.25	0.33	2.09	1.34
Трёхфазный мостовой (схема Ларионова)			0.06	0.33	1.05	1.05
Двойной трёхфазный с уравнительным реактором			0.06	0.17	2.09	1.26

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

Расчет трехфазного мостового выпримителя.

1. Определим номинальный ток по формуле:

(1)

2. Определим сопротивление R_н по формуле:

(2)

Выбираем стандартное сопротивление R =100 Ом

3. Определяем стандартный номинальный ток по формуле:

(3)

4. Определим действующее U₂ в зависимости от схемы по формуле:

(4)

Тогда коэффициент трансформации примет значение:

Где, -действующее значение напряжения сети, В

5. Определим мощность P по формуле:

(5)

6. Определим расчетную мощность трансформатора по формуле:

(6)

7. Уточняем номинальное напряжение трансформатора:

8. определяем действительный ток I₂ по формуле:

(7)

9. Выполним выбор диода:

- обратное напряжение на диоде определим по формуле:

(8)

- определяем амплитудное значение тока диода по формуле:

(9)

ВЫВОД

В результате расчетов получили следующие параметры однофазного мостового выпрямителя:

1. Номинальный ток -

2. Сопротивление R_н -

Стандартное сопротивление - R =100 Ом

3. Стандартный номинальный ток -

4. Действующее U₂ - ;

Коэффициент трансформации -

5. Мощность P -

6. Расчетная мощность трансформатора -

7. Номинальное напряжение -

8. Действительный ток I₂ -

9. Обратное напряжение на диоде - ;

Амплитудное значение тока диода -

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: