zdes-oshibka-ne-te-dannye-podstavili
.pdf
Исходные данные
Номинальное напряжение выпрямителя
Udn 3020 В
Номинальный ток нагрузки
Idn 3000 А
напряжение питающей сети
Uc 10000 В
Мощность короткого замыкания питающей сети
Sk 40 МВА
Напряжение короткого замыкания трансформатора, %
uk 8
Коэффициент технологической перегрузки выпрямителя по току kп 2.5
Коэффициент повторяющейся перегрузки выпрямителя по напряжению
Kp 1.5
Коэффициент неповторяющейся перегрузки выпрямителя по напряжению
Kн 1.8
Температура окружающей среды
Ta 40
Схема выпрямителя: однофазная мостовая
Электрические соотношения для заданной схемы выпрямителя n 1
k1 0.85
k2 2.09
k3 0.16
k4 0.5
k5 0.29
k6 0.41
k7 1.26
A 0.5
I 1
Kf 1.41
Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя при холостом ходе
|
Udn |
explicit |
3020 |
float,3 |
|
Ud0 |
ALL |
В |
|||
I−A uk |
――→ |
1−0.5 |
――→ 3145.0 |
|
|
|
|
8 |
|
||
|
100 |
|
100 |
|
|
Ud0 3200
Действующее значение напряжения на фазе вентильной обмотки трансформатора определяется с учетом свойств конкретной схемы
|
|
|
explicit |
float,3 |
|
|
|
|
|
ALL |
В |
||
U2ф Ud0 k1 ――→ 3200 0.85 ――→ 2719.0 |
||||||
коэффициент трансформации вентильного трансформатора |
|
|||||
|
Uc |
explicit |
10000 |
float,3 |
|
|
Kt |
ALL |
|
|
|||
U2ф |
――→ |
2719.0 |
――→ 3.68 |
|
||
|
|
|
|
|
||
Максимальное обратное напряжение на вентильном плече выпрямителя
explicit
ALL float,3
Uвmax Ud0 k2 ――→ 3200 2.09 ――→ 6687.0 В
Ud1(Id) Ud0 1− A uk Id |
|
|
|
3 |
|
|
|||
|
0 |
|
100 Idn |
3.2 10 |
|
||||
|
|
|
|
3 |
|
||||
|
300 |
|
|
3.187 |
10 |
3 |
|
||
|
600 |
|
Ud1(id0)= |
3.174 10 |
|
||||
id0 |
|
3 |
|||||||
|
1000 |
|
|
3.157 |
10 |
|
|
||
|
1300 |
|
|
|
3.145 |
10 |
3 |
|
|
1500 |
|
|
|
10 |
3 |
|
|||
|
|
|
|
3.136 |
|
|
|||
3.3 10³
3 10³
2.7 10³
2.4 10³
2.1 10³
1.8 10³
1.5 10³ Ud1(id0)
1.2 10³
900
600
300
0
0 |
150 |
300 |
450 |
600 |
750 |
900 |
1.05 10³ 1.2 10³ 1.35 10³ 1.5 10³ |
id0
Расчет токов на элементах схемы выпрямителя
Среднее значение тока вентильного плеча при номинальном токе нагрузки
explicit
ALL float,3
Iвcp Idn k3 ――→ 3000 0.16 ――→ 480.0 А
Максимальное значение тока вентильного плеча в номинальном режиме
explicit
ALL float,3
Iвmax Idn k4 ――→ 3000 0.5 ――→ 1500.0 А
Действующее значение тока вторичной обмотки вентильного трансформатора в номинальном режиме
explicit
ALL float,3
I2 Idn k5 ――→ 3000 0.29 ――→ 870.0 А
Действующее значение тока первичной обмотки вентильного трансформатора в номинальном режиме работы
|
k6 |
explicit |
0.41 |
|
float,3 |
|
|
|
|
||
I1 Idn |
ALL |
|
|
А |
|
|
|
||||
Kt |
――→ 3000 |
3.68 |
――→ 334.0 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выбор вентильного трансформатора |
|
|
|
|
|||||||
Условная мощность выпрямителя |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
explicit |
|
|
float,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ALL |
|
|
|
|
6 |
Вт |
||
Pd0 Ud0 Idn ――→ 3200 3000 ――→ 9.6 10 |
|
||||||||||
Типовая мощность вентильного трансформатора |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
explicit |
|
|
|
float,3 |
|
|
|
|
|
|
|
ALL |
|
|
6 |
|
7 |
|
ВА |
|
St Pd0 k7 ――→ 9.6 10 |
|
1.26 ――→ 1.21 10 |
|
|
|||||||
Выбор типа диода выпрямителя
0.2 Iвcp=96 |
1.3 Iвcp=624 |
Максимально допустимый средний прямой ток
Ifavm 320 A
Повторяющийся импульсный обратный ток
Irrm 20 10−3 А
Ударный не повторяющийся прямой ток
Ifsm 7260 А
Повторяющееся импульсное обратное напряжение
Urrm 1200 В
Импульсное рабочее обратное напряжение
Urwm 900 В
Импульсное неповторяющееся обратное напряжение
Ursm 1400 В
Пороговое напряжение
Uto 1.08 В
Импульсное прямое напряжение
Ufm 1.6 В
Дифференциальное прямое сопротивление диода
rt 0.5 10−3
Максимально допустимая температура перехода
Tjm 140
Тепловое сопротивление переход-корпус
Rthjc 0.09
Переходное тепловое сопротивление переход-корпус
Zthtjc 0.09
Переходное тепловое сопротивление переход-среда
Zthtja 0.04
Тепловое сопротивление
Rthch 0.01
тепловое сопротивление охладитель-окружающая среда
Rthja 0.28
Переходное тепловое сопротивление
Zththa 0.04
Определение числа параллельно соединенных диодов в
вентильном плече выпрямителя |
|
explicit |
float,3 |
ALL |
Rобщ Rthjc+Rthch+Rthja ――→ 0.09+0.01+0.28 ――→ 0.38
Максимально допустимый средний ток диода при заданных условиях работы
Uto2 + 4 Kf2 rt |
Tjm − Ta − Uto |
Ifavm |
Rthja |
2 Kf2 |
rt |
explicit |
1.08 |
2 |
+ 4 1.41 |
2 |
0.5 10 |
−3 |
|
140 − 40 |
− 1.08 float , 3 |
А |
ALL |
|
|
|
0.28 |
||||||
―― → |
|
|
|
|
|
|
|
|
―― → 266.0 |
2 1.412 0.5 10−3
Число параллельных ветвей вентильного плеча |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
explicit |
|
float,3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
в |
|
ALL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
an I cp |
――→ 480.0 |
――→ 1.8 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ifavm |
|
|
|
266.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
an round(an)=2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Средний ток одного вентиля в номинальном режиме |
|
|
|
|
|||||||||
работы выпрямителя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
explicit |
float,3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
в |
ALL |
|
А |
|
|
|
|
|
|||||
Ifav I cp |
――→ 480.0 ――→ 240.0 |
|
|
|
|
|
|
||||||
an |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Мощность потерь в диоде от тока предварительной нагрузки |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
explicit |
|
|
|
|
|
float , 3 |
|
|
Pfav Uto Ifav + Kf |
2 |
rt Ifav |
2 ALL |
|
2 |
0.5 10 |
−3 |
240.0 |
2 |
Вт |
|||
|
――→ 1.08 240.0 + 1.41 |
|
|
|
――→ 316.0 |
||||||||
Температура нагрева полупроводниковой структуры диода от тока предварительной нагрузки
explicit |
float,3 |
ALL |
Tj Ta+Pfav Rthja ――→ 40+316.0 0.28 ――→ 128.0 C
Допустимый прямой ток перегрузки вентиля
Ifov |
|
1 |
|
|
2 |
+2 rt |
Tjm |
|
float,3 |
|
|
|
Uto |
|
|
−Uto ――→ 662.0 |
|||||||
|
2 rt |
|
|
|
|
0.3 Zthtja+0.7 Zthtjc |
|
|
|||
Число параллельных ветвей вентильного плеча выпрямителя, рассчитанное |
|
||||||||||
для режима перегрузки |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
explicit |
|
float,3 |
|
|
||
|
|
п |
в |
|
ALL |
2.5 1500.0 |
|
|
|||
aп k I max |
――→ |
――→ 7.08 |
|
||||||||
|
|
0.8 Ifov |
|
|
|
0.8 662.0 |
|
|
|
|
|
Ударный ток короткого замыкания выпрямителя |
|
|
|||||||||
|
|
|
2.55 I2 |
explicit |
2.55 870.0 |
float,3 |
|
||||
I |
уд |
|
ALL |
А |
|||||||
|
St |
|
+10 uk |
――→ |
|
7 |
――→ 5.8 |
|
|||
|
|
|
|
1.21 10 |
|
|
|||||
|
|
|
Sk 103 |
|
|
|
|
40 103 |
+10 8 |
|
|
Количество параллельных ветвей вентильного плеча, способных выдержать ударный ток короткого замыкания выпрямителя,
|
explicit |
|
|
float,3 |
уд |
3 ALL |
5.8 10 |
3 |
|
ak I 10 |
――→ |
|
――→ 0.799 |
|
Ifsm |
|
7260 |
|
|
За число параллельных ветвей вентильного плеча принимаем большую из трех величин: н, п, к.
an
a max aп =7.08ak
Определение числа последовательно соединенных диодов в вентильном плече выпрямителя
Количество последовательно соединенных диодов в вентильном плече агрегата, работающего в номинальном режиме
|
explicit |
|
float,3 |
в |
ALL |
6687.0 |
|
Вн U max |
――→ |
――→ 8.26 |
|
0.9 Urwm |
|
0.9 900 |
|
Число последовательно соединенных вентилей в плече, определяемое по повторяющемуся коммутационному перенапряжению
|
|
explicit |
|
float,3 |
|
|
в |
ALL |
|
|
|
Вк U max Kp ――→ |
6687.0 1.5 ――→ 12.4 |
||||
|
0.9 Urwm |
|
0.9 900 |
||
и по неповторяющемуся перенапряжению |
|
||||
|
Udn Kн |
explicit |
3020 1.8 |
float,3 |
|
п |
ALL |
||||
B |
Ursm |
――→ |
|
1400 |
――→ 3.88 |
|
|
|
|
||
Сопротивление резисторов, шунтирующих диоды с целью равномерного распределения обратного напряжения
|
explicit |
|
float,3 |
|
R Urrm |
ALL |
1200 |
Ом |
|
――→ |
――→ 2118.0 |
|||
4 a Irrm |
|
4 7.08 20 |
10−3 |
|