- •Федеральное агенство по образованию
- •«Томский политехнический университет»
- •«Выпрямитель для заряда аккумуляторной батареи» Курсовой проект
- •Содержание
- •Введение
- •Выбор и обоснование силовой части.
- •Расчёт силовой части
- •Начальный расчет схемы
- •Выбор вентиля.
- •Расчет трансформатора.
- •Выбор системы управления.
- •Система защиты
- •Список использованной литературы.
Выбор вентиля.
Постоянная составляющая тока проходящего через вентиль:
Мощность, отдаваемая выпрямителем при заряде:
Ориентировочное значение максимального значения обратного напряжения:
Выбираем для тиристорного моста вентиль типа Т2-12-05, который имеет следующие параметры:
Расчет трансформатора.
Исходные данные для расчета:
Напряжение питающей сети:
Частота питающей сети:
Напряжение на вторичной обмотке:
Ток во вторичной обмотке:
Нагрузка – активная.
Определяем мощность вторичной обмотки трансформатора:
Выбираем ленточный магнитопровод из стали Э310, толщина ленты 0.35 мм.
Находим ориентировочные величины:
Индукцию, найденную по табл. 5-1 [3,стр. 173] , уменьшаем на 10% для того, чтобы при увеличении напряжения питающей цепи в заданных пределах (+10%) максимальная индукция не превышала табличное значение, т.е.
- по табл. 5-2 [3,стр. 174]
- по табл. 5-3 [3,стр. 177]
- по табл. 5-4 [3,стр. 178]
Определяем произведение сечения стали магнитопровода на площадь его окна:
Из табл. П2-2 [3,стр. 370] выбираем магнитопровод ШЛ32х40, параметры которого:
По кривой рис. 5-1 [3,стр. 179] определяем потери в стали для индукции
Находим активную составляющую тока холостого хода по формуле:
Находим полную намагничивающую мощность, используя кривую рис. 5-3 [3,стр. 180]:
Находим реактивную составляющую тока холостого хода:
Находим абсолютное значение тока холостого хода:
По табл. 5-5 [3,стр. 181] определяем значения и :
, .
Находим относительное значение тока холостого хода:
при В и f=50 Гц, что допустимо.
При номинальном напряжении сети :
Определяем в процентном отношении превышение напряжения на первичной и вторичной обмотке трансформатора, руководствуясь рекомендациями на стр.184 [3].
По табл. 5-6 [3,стр. 185] определяем падения напряжения в обмотках:
Находим числа витков обмоток [3,стр. 185]:
,
.
Найдем ориентировочные величины плотности тока и сечения проводов обмоток при помощи табл. 5-2 :
, - по табл. 5-2 [3,стр. 174]
Выбираем сечения и диаметры проводов из таблица П1-1[3,стр. 362].
Для первичной обмотки выбираем провод марки ПЭВ-2:
Для вторичной обмотки выбираем провод марки ПСД:
Находим фактические плотности тока в проводах:
Определяем испытательное напряжение обмоток по рис. 2-25[3,стр. 98] :
Определяем допустимую осевую длину обмотки на гильзе.
Определим длину гильзы и изоляционные расстояние:
Примем длину концевой изоляции первичной и вторичной обмоток по рекомендациям на стр.101 [3] равной 2мм и 3мм соответственно.
Найдем число витков и в одном слое и число слоев каждой обмотки:
По рис. 2-27 [3,стр. 103] находим коэффициенты укладки в осевом направлении для первичной и вторичной обмотки в зависимости от диаметра провода для первичной и вторичной обмотки:
Выбираем изоляционные расстояния по рекомендациям на стр.102 [3].
-1 слой конденсаторной бумаги К-12.
-для первичной обмотки выбираем 1 слой бумаги ЭИП-50 толщиной 0.09 мм.
-для вторичной обмотки выбираем два слоя конденсаторной бумаги К-12 толщиной 0.12 мм.
- толщина гильзы.
- толщина наружной изоляции ( два слоя конденсаторной бумаги толщиной 0.12 мм с добавлением батистовой ленты толщиной 0.16мм).
Определяем величины коэффициентов.
Коэффициент укладки в радиальном направлении от диаметра провода определяем из рис. 2-29 [3,стр. 104]:
Коэффициент неплотности междуслоевой изоляции провода и толщины изоляции
из рис. 2-30 [3,стр. 105]:
Коэффициент неплотности междуобмоточной изоляции из рис. 2-31 [3,стр. 105]:
Определяем радиальные размеры каждой обмотки:
По графику рис. 2-28 [3,стр. 104] определяем принимаем
Определяем радиальный размер катушки:
Зазор между катушкой и сердечником:
Определим потери в меди обмоток:
Найдем среднею длину витка каждой обмотки:
Находим массу меди каждой обмотки:
Находим потери в каждой обмотке , предельно допустимая температура провода ПЭЛ , коэффициент :
Находим суммарные потери в меди катушки:
Определяем тепловое сопротивления по таблице 3-1 [3,стр. 133]:
Для ШЛ 32х40:
Определяем величину теплового потока катушки-сердечник:
Определяем тепловое сопротивление катушки от максимально нагретой области до гильзы:
Определяем величину теплового потока от сердечника к катушке:
Определим величину максимального превышения температуры катушки:
Определяем величину среднего перепада температуры в катушке:
Определим среднеобъемное превышение температуры катушки:
Определяем максимальную и среднею температуры проводов обмотки:
На основании проведенного расчета видно, что принятые в расчете провода первичной обмотки марки ПЭЛ с предельно допустимой температурой +1050 С могут быть использованы в данном трансформаторе, при этом трансформатор прослужит не менее 20-30 лет. Расчет для проводов вторичной обмотки не проводился т.к. марка провода ПСД имеет предельную температуру +1550 С.
Определяем активные сопротивления обмоток: при
Удельное сопротивление медного провода -
при
Определим полное активное сопротивление двухобмоточного трансформатора, приведенного к его первичной обмотке:
Определим индуктивное сопротивление двухобмоточного трансформатора:
Среднегеометрические расстояния сечения обмоток от своих зеркальных изображений:
Среднегеометрическое расстояние между сечениями обмоток:
Для простейшего расположения обмоток kc- коэффициент учитывающий влияние стального стержня на индуктивность рассеяния рассчитывается по формуле:
Определяем относительное значение активной и индуктивной составляющей падения напряжения:
Определяем КПД трансформатора:
(было принято 93%)
Определяем полное падение напряжения в трансформаторе при :