Расчёт однофазного регулятора переменного напряжения Введение

Регуляторы могут быть классифицированы в зависимости от способа управления, числа фаз, схемы соединения, вида нагрузки и др. Наиболее общая их классификация основывается на способе управления и включает такие типы регуляторов:

1.Электронный ключ типа контактора.

2.Управляемый электронный ключ.

3.Регулируемый электронный ключ.

Регуляторы всех трех типов имеют одинаковую схему силового электронного узла, но отличается строением системы управления, которая должна реализовывать закон изменения напряжения на нагрузке.

В качестве силовых элементов в мощных регуляторах используются, в основном, тиристоры, симисторы, диоды и реже полностью управляемые полупроводниковые устройства (двуоперационные тиристоры, мощные биполярные и полевые транзисторы).

Исходные данные

1. Действующее значение напряжения цепи питания В;

2. Частота цепи питания Гц;

3. Сопротивление нагрузки Ом;

4. Фиксированное значение угла управления тиристора α=;

5. Напряжение питания системы управления тиристоров В;

6. Охлаждение тиристоров воздушное природное;

7. Температура окружающей среды С;

8. Рекомендуется применить тиристоры типа Т10.

Расчёт

Амплитуда обратного напряжения на тиристоре

-коэффициент запаса, который учитывает возможности перенапряжения

В

Средний ток, при α=0 А.

Амплитудное значение А.

Выбираем тиристор, который соответствует требованиям

;

,

где - допустимое напряжение на тиристоре, которое повторяется (амплитудное значение);

- среднее значение допустимого граничного тока в условиях природного воздушного охлаждения.

Выбираем тиристор Т10-63, который имеет следующие параметры:

- =1200В >1166В;

- = 20 А > 19,81А;

- ток включения управления A;

-

напряжение включения управленияВ;

- пороговое напряжение В;

- динамическое сопротивление в открытом положении Ом;

- установившееся тепловое сопротивление /Вт.

Среднее значение тока через тиристор при заданном значении угла управления

А.

Угол управления, Эл. градусов	α	0	30	60	90	120	150	180
Средний ток тиристора		19,81	18,48	14,86	9,9	4,61	1,32	0
Относительное значение тока тиристора		1	0,93	0,75	0,5	0,25	0,06	0

Средний ток тиристора для разных значений угла управления

Зависимость среднего тока тиристора

от величины угла управления

Действующий ток тиристора при α=

А

Коэффициент формы тока тиристора

О

тсюда для α=имеем:

Угол управления Эл. градусов	α	0	30	60	90	120	150	180
Коэффициент формы		1,53	1,64	2,04	3,06	6,13	22,88	∞

Коэффициент формы тока тиристора для разных значений угла управления

Зависимость коэффициента формы тока тиристора от величины угла управления

Действующее значение тока нагрузки при α=

=43А

Действующее напряжение на нагрузке в зависимости от угла управления

.

Для α=получаем:

= 43∙15=645В.

Угол регулирования, Эл. Град	α	0	30	60	90	120	150	180
Действующие значение напряжения на нагрузке, В		985	850,42	685,9	466,62	234,57	19,32	0

Действующие значения напряжения на нагрузке при разных углах управления

Зависимость действующего напряжения на нагрузке от угла управления

Мощность, которая выделяется на нагрузке при α=:

4969 B≈5 кВт

Находим потери мощности в тиристоре при заданном угле управления.

Математическое выражение для линейной аппроксимации имеет вид :

,

где - мгновенное значение напряжения на тиристоре,

для 0

для

Тогда потери мощности в одном тиристоре составят :

.

Откуда .

При α=

=21,38Вт.

При этом потерями в цепях управления пренебрегаем.

Находим перегрев тиристора при α=:

69,3

Т

огда наибольшая температура полупроводниковой структуры тиристора составит :

=99,8,

где - температура окружающей среды;

- максимально допустимая температура нагрева полупроводниковой структуры.

Находим величину сопротивления дополнительного резистора в цепи управления тиристора.

73,3 Ом.

Мощность, которая рассевается в данном резисторе :

1,65 Вт.

Выбираем резистор типа С2-33 мощностью 1 Вт.

О

23

днофазный регулятор переменного напряжения.

23

						Лист
Из	Лист	№ докум.	Подпись	Дата