Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

zdes-oshibka-ne-te-dannye-podstavili

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2022
Размер:
705 Кб
Скачать
☆

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