Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ (МИИТ).
Кафедра «Электротехника, метрология и электроэнергетика».
Курсовая работа
по дисциплине «Электронная техника и преобразователи».
Выпрямитель однофазного переменного тока.
Выполнил:
Студент группы АМО-311
Сейдахметов Н.Б.
Проверил:
Доцент кафедры ЭМЭ
Андреев Ю. А.
Москва-2012
Содержание.
|
Задание ………………………………………………………………………... |
3 |
|
Исходные данные …………………………………………………………….. |
4 |
|
Схема выпрямления ………………………………………………………….. |
5 |
|
Объяснение работы сглаживающего фильтра ……………………………... |
6 |
|
Расчёт для активной нагрузки ………………………………………………. |
7 |
|
Расчёт для активно-индуктивной нагрузки ………………………………… Расчёт типовой мощности трансформатора ……………………………...... |
9 9 |
|
Выбор тиристора и трансформатора ………………………………………... |
10 |
|
Временные диаграммы напряжений и токов ………………………………. |
12 |
|
Регулировочная характеристика …………………………………………….. |
16 |
Задание.
Исходные данные:
схема выпрямления: мостовая;
U1 =380 В – действующее значение напряжения первичной обмотки;
α =15º – угол регулирования;
Ud =100 В – среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке;
Id =2,5 A – среднее значение выпрямленного тока на нагрузке;
нагрузка: активная и активно-индуктивная.
Структурная схема выпрямления.
Полная схема выпрямления.
Объяснение работы сглаживающего фильтра.
Сглаживающий фильтр применяется для эффективного подавления пульсаций. Его основными элементами являются катушка индуктивности L и ёмкость конденсатора c. Фильтр не пропускает переменную составляющую выпрямленного тока, пропускает только постоянную составляющую. Катушка индуктивности включается последовательно и создаёт большое индуктивное сопротивление , поэтому сильно ослабляет переменную составляющую и при этом не влияет на постоянную, так как её частота , следовательно, . Конденсатор включается параллельно и создаёт ёмкостное сопротивление , пропускает переменную составляющую и не пропускает постоянную, так как для неё , а . Следовательно, постоянная составляющая будет беспрепятственно походить к потребителю, не ответвляясь в конденсатор. Переменная составляющая, дойдя до катушки, пройдёт через конденсатор. Таким образом, сглаживающий фильтр отфильтровывает переменную составляющую, и ток оказывается сильно сглаженным.
Расчёт для активной нагрузки.
Ключ К замкнут, ток не проходит через индуктивность, нагрузка чисто активная.
Амплитуда напряжения в первичной обмотке:
Действующее значение напряжения во вторичной обмотке:
.
Коэффициент трансформации:
Амплитуда напряжения во вторичной обмотке и напряжения на нагрузке:
.
Максимальное значение прямого напряжения на вентиле:
Максимальное значение обратного напряжения на вентиле:
Коэффициент формы:
=1,595 .
Среднее значение тока через вентиль:
Действующее значение тока через вентиль и тока вторичной обмотки:
Амплитуда тока через вентиль, тока вторичной обмотки и тока на нагрузке:
Действующее значение тока первичной обмотки:
Амплитуда тока первичной обмотки:
Расчёт для активно-индуктивной нагрузки.
Ключ К разомкнут, ток проходит через Ld, нагрузка активно-индуктивная. Считаем, что величина индуктивности Ld достаточно большая (). В таком случае форма токов становится прямоугольной, а их амплитуды равны величине выпрямленного тока .
Действующее значение тока вторичной обмотки:
Ток вентиля имеет амплитуду, равную величине выпрямленного тока нагрузки:
Действующее значение тока вентиля меньше амплитудного в раз:
Максимальное значение прямого напряжения на вентиле:
Остальные значения равны найденным ранее для активной нагрузки.
Расчёт типовой мощности трансформатора.
Мощность на нагрузке:
Так как из-за использования фильтра токи сглажены, то рассчитываем полные мощности для сглаженных токов.
Полная мощность первичной обмотки:
Полная мощность вторичной обмотки:
Полная расчётная (типовая) мощность трансформатора:
Выбор тиристора.
Тиристор выбирается по:
Выбираем серию тиристора по ближайшему большему действующему значению тока: 7,4 А, серия C10. Основные особенности тиристоров этой серии: гарантированное наибольшее значение удерживающего тока; не требуют смещения на управляющем электроде; указанное максимальное прямое запираемое напряжение сохраняется в диапазоне ; разработаны с учётом требований спецификации Mil-S-19500/168.
Выбираем тиристор по ближайшему большему максимальному значению обратного напряжения (повторяющегося): 200 В, тиристор C10B 2N1774A с максимальным неповторяющимся обратным напряжением (время действия менее 5 мс) и прямым напряжением отпирания не менее .
Характеристики и предельно допустимые параметры.
Выбор трансформатора.
Параметры трансформатора определяются полной расчётной мощностью и коэффициентом трансформации (действующие значения напряжений в обмотках: , ).
Выбираем серию трансформатора: ОСМ1 (однофазные, сухие, многоцелевого назначения) мощностью 0,063…2,5 к, напряжением первичной обмотки от 115 до 660 В, вторичной обмотки от 12 до 260 В, предназначены для питания цепей управления, местного освещения, сигнализации и автоматики. Трансформаторы этой серии устойчивы к воздействию ударных нагрузок до 8g и вибрационных нагрузок в диапазоне частот 10-60 Гц с максимальным ускорением 2g. Предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях. При мощности до 1 к включительно устанавливаются как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Выполнены на витом разрезном магнитопроводе из холоднокатаной электротехнической стали. Имеют усиленную изоляцию, что повышает безопасность их обслуживания, обладают повышенной устойчивостью к перенапряжениям в сети.
Тип трансформатора выбираем по ближайшему большему значению номинальной мощности: 400 к, тип ОСМ1-0,4.
Технические характеристики.
Регулировочная характеристика.
Регулировочная характеристика – это зависимость напряжения на нагрузке Ud от угла регулирования α: .
Найдём – значение при угле регулирования . По условию напряжение на нагрузке при . Тогда