- •Е. М. Кузнецов, о. А. Лысенко силовая электроника
- •Оглавление
- •1. Краткое описание системы multisim
- •Обзор компонентов
- •Виртуальные приборы
- •Экспорт данных в Excel
- •Общие правила моделирования
- •Топология схем
- •Упражнение
- •2. Силовые полупроводниковые диоды
- •2.1. Общие сведения из теории
- •Диоды Шоттки
- •2.2. Лабораторная работа «исследование характеристик и параметров силовых полупроводниковых диодов»
- •Описание виртуальной лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Модели диодов
- •Результаты измерений и расчетов
- •Результаты измерений и расчетов динамических параметров
- •Модули силовых биполярных транзисторов фирмы Mitsubishi
- •Интегральные драйверы управления модулями силовых транзисторов фирмы Mitsubishi
- •Основные параметры некоторых mosfet-транзисторов
- •Силовые модули на mosfet-транзисторах
- •3.2. Лабораторная работа «исследование характеристик и параметров силовых полупроводниковых транзисторных ключей»
- •Описание виртуальной лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Исследуемые модели силовых транзисторов
- •Статические и динамические параметры силовых транзисторных ключей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Выпрямители
- •4.1. Общие сведения из теории
- •Эксплуатационные характеристики выпрямителей
- •Эквивалентные схемы и расчетные формулы
- •Основные соотношения для неуправляемых выпрямителей
- •Выпрямитель с активно-индуктивной нагрузкой
- •Эффект коммутации в выпрямителях
- •Управляемые выпрямители
- •Лабораторная работа «исследование однофазного двухтактного выпрямителя»
- •Указания к выполнению работы
- •Описание лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Результаты исследований
- •Результаты Фурье-анализа
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •4.3. Лабораторная работа «исследование трехфазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом»
- •Описание лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Характеристики управляемого выпрямителя
- •Регулировочная характеристика
- •Спектральный состав входного тока управляемого выпрямителя
- •Спектральный состав выходного напряжения управляемого выпрямителя
- •Контрольные вопросы
- •Описание лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Характеристики управляемого выпрямителя
- •Регулировочная характеристика
- •Спектральный состав входного тока управляемого выпрямителя
- •Спектральный состав выходного напряжения управляемого выпрямителя
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •5. Ведомые инверторы
- •5.1. Краткие сведения из теории
- •Переход от выпрямительного к инверторному режиму работы
- •Регулировочные и внешние характеристики ведомого инвертора
- •Условия устойчивой работы инвертора
- •5.2. Лабораторная работа Исследование трехфазного вентильного преобразователя с нулевым выводом в режиме инвертирования
- •Указания к выполнению работы
- •Описание лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Характеристики ведомого инвертора
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •6. Курсовая работа
- •Задания к курсовой работе Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Числовые варианты к курсовому проекту
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложения
- •П 1. Краткий перечень терминов и определений, используемых в силовой электронике
- •П 2. Параметры силовых полупроводниковых приборов
Задание 2
Схема выпрямителя (без потерь напряжения в фазах выпрямителя), значение фазной ЭДС E2 и величина активного сопротивления R0 нагрузки сохранились такими же, как и в задании 1. Индуктивное сопротивление нагрузки XL = m2 ∙ p ∙ L0 на частоте m2 ∙ p ∙ ω = m2 ∙ p ∙ 2π ∙ f1 пульсаций основной гармоники в n раз больше величины сопротивления R0. Частота питающей сети равна f1.
Требуется:
Вычертить эквивалентную схему выпрямителя без потерь напряжения в фазах выпрямления с активно-индуктивной нагрузкой.
Вычислить среднее значение напряжения U0 и тока I0 нагрузки, коэффициент пульсаций Kп(1) на нагрузке R0, среднее Iпр.V и эффективное Iэфф.V значения прямого тока iпр.V вентиля, действующее значение I2 тока i2 вентильной обмотки преобразовательного трансформатора.
Для значений фазового угла
вычислить (для девяти значенийwt)
вынужденную iО,в
и свободную iО,св
составляющие тока и полный ток i0,
а также мгновенное значение напряжения
u0
на нагрузке R0
(результаты вычислений свести в таблицу).Вычертить (соблюдая масштаб, принятый в задании 1) кривые мгновенных значений фазных ЭДС e2, выпрямленного напряжения u0 (отметить уровень U0), токов iО,в, iО,св, i0 (отметить уровень I0), тока i2 вентильной обмотки (отметить уровень I2).
Рекомендации: для выполнения задания необходимо изучить материал по работе выпрямителей на активно-индуктивную нагрузку [с. 53–54].
Задание 3
Схема выпрямления, средние значения выпрямленного напряжения U0 и тока I0 остались такими же, как и в задании 1, но параллельно с сопротивле-нием R0 нагрузки включен конденсатор С0 ёмкостного накопителя энергии. В фазах выпрямления имеются сопротивления активных потерь Rп = RTP + p · RдV (RTP – омическое сопротивление обмоток трансформатора; RдV – динамическое сопротивление вентиля), величина которых в К раз меньше сопротивления R0 на нагрузке. Коэффициент пульсации Кп(1) на нагрузке и частота f1 питающей сети такие же, как и в задании 2.
Требуется:
Вычертить эквивалентную схему выпрямления (с активным сопротивлением потерь в фазах выпрямления) с активно-ёмкостной нагрузкой.
Вычислить действующие значения фазных ЭДС Е2 и тока I2 вентильной обмотки трансформатора; ёмкость конденсатора С0, среднее Iпр.v и эффективное Iэфф.v значения прямого тока iпр.v вентиля.
Вычертить (соблюдая масштаб, принятый в задании 1) кривые мгновенных значений
фазных ЭДСе2
(отметить уровень U0
и значение двойного угла 2Θ отсечки),
тока i2
вентильной обмотки трансформатора
(отметить уровень I2)
и прямого тока
iпр.v
вентиля (отметить уровень Iпр.v
и Iэфф.v).
Рекомендации: для выполнения задания необходимо изучить материал по работе выпрямителей на активно-емкостную нагрузку [4, с. 34–37].
Задание 4
Схема выпрямления, активно-индуктивная нагрузка, значение фазной ЭДС Е2, величина тока I0 нагрузки, частота f1 сети остались такими же, как в задании 2, но преобразовательный трансформатор имеет индуктивность LS рассеивания, за счёт которой выпрямленное напряжение U0g снижается на ℓ% от напряжения идеального (без потерь) выпрямителя.
Требуется:
Вычертить эквивалентную схему выпрямителя с коммутационными потерями в фазах выпрямления при индуктивной реакции нагрузки.
Вычислить угол коммутации g, среднее значение выпрямленного U0,g напряжения, действующее значение тока I0,g вентильной обмотки трансформатора, среднее Iпр.v и эффективное Iэфф.v значения прямого тока iпр.v вентиля (значения поправочного коэффициента
даны в [4]).Вычертить (соблюдая масштаб, принятый в задании 1) кривые мгновенных значений
фазных ЭДСе2,
напряжения u’0,
γ
на выходе вентильного устройства
(отметить уровень U0,
γ
и угол g),
токов i2a
и i2b
вентильных обмоток (отметить уровень
I2,g,
значение угла g
и угол проводимости вентиля).
Рекомендации: для выполнения задания необходимо изучить материал по эффекту коммутации в выпрямителях [4, с. 37–40].
