Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-российский государственный

Технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)»

Методические указания

к домашнему заданию по курсу

«Полупроводниковые преобразователи электроэнергии»

Новочеркасск

ЮРГТУ (НПИ)

2013

УДК 621.314

Рецензент - канд. техн. наук Гринченков В. П.

Шкарупин А.Я.

Методические указания к домашнему заданию по курсу «Полупроводниковые преобразователи электроэнергии» / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2013. – 12 с.

Методические указания предназначены для подготовки студентов по курсу «Полупроводниковые преобразователи электроэнергии» по специальности 14061065 «Электроооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений».

© Южно-Российский государственный технический университет, 2013

© Шкарупин А.Я., 2013

Домашнее задание по курсу «Полупроводниковые преобразователи энергии»

Необходимо рассчитать параметры элементов силовой части управляемого выпрямителя на тиристорах. Варианты заданий приведены в Приложении 1.

При разработке управляемого выпрямителя используются следующие исходные данные:

- вид схемы преобразователя (Приложение 2);

- частота питающей сети, f = 50 Гц;

- фазное напряжение питающей сети U_ф;

- величина выпрямленного напряжения U_d0 (при угле регулирования =0);

- выпрямленный ток нагрузки I_d0 (при угле регулирования =0);

- вид охлаждения (естественное или принудительное воздушное);

- температура окружающей среды, Т_с = 25 ⁰С;

- характер нагрузки (активная и активно-индуктивная).

В процессе разработки силовой части управляемого выпрямителя необходимо:

1) рассчитать параметры силового трансформатора;

2) рассчитать параметры полупроводниковых приборов и выбрать тип прибора по справочной литературе;

3) рассчитать температуру нагрева прибора;

4) рассчитать и построить регулировочные характеристики.

Описание работы управляемого выпрямителя и методика его расчета излагаются в литературе [1 - 4] и в данных методических указаниях.

1. Расчет параметров силового трансформатора

1. Фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора может быть определено по формуле

,

где – номинальное напряжение нагрузки (среднее значение). В расчетах берется значение при максимальном открывании вентилей, т.е. при =_мин; U_dн =U_do

–коэффициент схемы (табл. 1), определяющий связь между выпрямленным напряжением и фазным напряжением на вторичной стороне трансформатора;

–коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения в сети. Обычно =1.1;

–коэффициент запаса, учитывающий ограничение угла открывания вентилей при максимальном управляющем сигнале, = 1,11,2;

–коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора, вентилях и в результате коммутации токов, = 1,05.

1.2. Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

,

где – коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной. По экспериментальным данным = 1,051,1;

–коэффициент схемы (табл.1),определяющий соотношение между выпрямленным током и переменным током вторичной обмотки трансформатора;

–выпрямленный ток нагрузки. В расчетах берется наибольшее значение тока , т.е. при =_мин.

1.3. Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора

,

где – коэффициент (см. п.1.2);

–коэффициент схемы (табл.1), определяющий соотношение между выпрямленным током и переменным током первичной обмотки;

–коэффициент трансформации трансформатора, ;

–фазное напряжение первичной обмотки трансформатора (задается в исходных данных).

1.4. Расчетная типовая мощность силового трансформатора

,

где – коэффициент схемы (табл. 1);

–теоретическое значение мощности нагрузки постоянного тока при полностью открытых вентилях.

Таблица 1. Расчетные коэффициенты для различных схем выпрямления

Наименование схемы
однофазная со средней точкой	1.114	0.707	1	1.48(1) 1.34(2)	3.142	0.5
однофазная мостовая	1.114	1	1	1.23(1) 1.11(2)	1.570	0.5
трехфазная с нулевым выводом	0.855	0.577	0.4	1.46(3) 1.345(4)	2.094	0.333
трехфазная мостовая	0.428	0.816	0.8 2	1.05	1.047	0.333

для нагрузок:

1 - активной;

2 - активно-индуктивной;

3 - для схемы трансформатора звезда – зигзаг;

4 - для схемы трансформатора звезда – звезда.