Расчет выпрямителя и инвертора

Число вентилей выпрямителя:шт. (5.4).Число вентилей инвертора: шт. (5.5).Где П=6 – число плеч шестипульсового преобразователя.6. Расчёт шунтирующих цепочек для выравнивания обратного напряжения между последовательно включенными вентилямиИз-за разности обратных токов вентилей происходит неравномерное распределение напряжения между последовательно включенными вентилями. Это может привести к поочередному пробою вентилей в вентильном плече или самопроизвольному открыванию тиристоров.Для выравнивания напряжения между последовательно включёнными вентилями вентилями параллельно им включают шунтирующие резисторы RШ, и резистивно-емкостные цепи RBCB.Сопротивление шунтирующего резистора определяется по формуле для выпрямителя: Ом, (6.1).для инвертора: Ом, (6.2)где b – число последовательно включенных вентилей в вентильном плече В – выпрямитель, И – инвертор;UП – повторяющееся напряжение вентиля;Ub.max – максимальное обратное напряжение на вентильном плече;а – число параллельно включенных вентилей в вентильном плече;I0m – максимальное значение обратного тока вентиля, А.Для выпрямителя выбираем RШВ=4,7 кОм.Для инвертора выбираем RШИ=3,3 кОм.7. Расчёт внешней характеристики выпрямителя, расчёт естественной внешней характеристики инвертора, расчёт ограничительной характеристики инвертораВнешняя характеристика выпрямителя является прямолинейно падающей из-за потери напряжения при коммутации вентильных токов. Угол наклона внешней характеристики зависит от индуктивного сопротивления.Внешняя характеристика выпрямителя рассчитывается по формулегде Ud0 – напряжение холостого хода выпрямителя;А=0,5 – коэффициент схемы;uK – напряжение короткого замыкания;е=2 – число последовательно включённых вентильных плеч выпрямителя;ΔUB =1,4 В – прямое падение напряжения на открытом вентиле.Результаты расчёта характеристики в программеExcelи график представлен в приложении Б.Естественная характеристика инвертора строится по двум точкам: холостого хода (IИ=0; UИ=UИ.О.(β=0)cosβ) и номинальной нагрузки (IИ=IИН; UИ=UИН.Входное напряжение инвертора при работе под нагрузкой определяется по формулегде UИ.О.(cosβ)–начальная точка ограничительной характеристики инвертора; UИ.О.(β=0)=2,34U2И для мостовой схемы;β – угол опережения инвертора;uКЗ=1,5uКТ;bи – число последовательно включённых вентилей в вентильном плече инвертора.После подстановки известных значений в формулу получаем упрощённое выражение для расчёта характеристики.Результаты расчёта характеристики в программеExcelи график представлен в приложении В.Ограничительная характеристика строится по двум точкам: начальной точке (IИ=0; UИ=UИ.О.(β=0)) и точке номинальной нагрузки (IИ=IИН; UОГ). напряжение UОГ определяется по формуле:где – угол запаса 5…100 эл при частоте сети 50 Гц.При подстановке известных значений в формулу получаем упрощённое выражение для расчёта характеристикиРезультаты расчёта характеристики в программеExcelи график представлен в приложении Г.8. Расчёт временных диаграмм напряжений и токов выпрямителя и инвертора для заданного угла регулирования α, угла опережения β и угла коммутации вентильных токов γГрафик вентильной обмотки трансформатора представлен на рисунке 9.1.Рис. 9.1. График зависимости U2=f(t).График выпрямленного напряжения представлен на рисунке 9.2.Рис. 9.2. График зависимостиUd=f(t).График тока нагрузки представлен на рисунке 9.3.Рис. 9.3. График зависимости id=f(t).График тока сетевой обмотки представлен на рисунке 9.4.Рис. 9.4. График зависимости i1=f(t).9. Расчёт зависимости коэффициента мощности χ тока преобразователя в выпрямительном и инверторном режимахДля выпрямителя коэффициент мощности рассчитывается по формуле:где ν=0,995 – коэффициент несинусоидальности тока,γВ – угол коммутации вентильных токов, вычисляемый по формулеугол коммутации при Id=IdHугол коммутации при Id=0,5IdHугол коммутации при Id=0Коэффициент мощности при Id=IdHкоэффициент мощности при Id=0,5IdHкоэффициент мощности при Id=0График зависимости коэффициента мощности от тока нагрузки представлен на рисунке 10.1.Рис. 10.1. График зависимости коэффициента мощности выпрямителя от тока нагрузки χВ=f(Id).Для инвертора коэффициент мощности рассчитывается по формуле:γИ – угол коммутации вентильных токов в инверторе определяется по формуле:угол коммутации при IИ=IИНугол коммутации при IИ=0,5IИНугол коммутации при IИ=0График зависимости коэффициента мощности от тока нагрузки инвертора представлен на рисунке 10.2.Рис. 10.2. График зависимости коэффициента мощности инвертора от тока нагрузки χВ=f(Id).Список использованной литературыl. Бурков А.Т. Электроника и преобразовательная техника: в 2 т.- М.:ФГБОУ «Учебно- методический центр по образованию нажелезнодорожном транспорте», 2015.2. Харченко А.Ф. Неуправляемые силовые полупроводниковыевыпрямители: Уч. пос. — М.: МИИТ 2009.3. Попков 0.3. Основы преобразовательной техники: Уч. пос. для вузов. -М.: Издательский дом МЭИ‚ 2007.4. Герман Л.А.‚ Дмитриенко А.В. Гирина Е.С. Дипломные и курсовыепроекты: Методические указания / Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. В.А. Бугреева. - М.: МИИТ, 2009.5. Розанов Ю.К.‚ Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А. Силовая электроника:Учебник для вузов. -М.: Издательский дом МЭИ, 2007.6. Засорин С.Н.‚ Мицкевич В.А., Кучма К.Г. Электронная ипреобразовательная техника: Учебник для вузов ж.-д. транспорта - М.:Транспорт, 1981.7. Забродин Ю.С. Промышленная Электроника: Учебник для вузов. - М:Высшая школа, 1982.8. Чиженко И.М.‚ Руденко В.С.‚ Сенько В.И. Основы преобразовательнойтехники: Учеб. для вузов. - М.: Высшая школа, 1984.9. Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е. E. Промышленная Электроника: Учебник для вузов/Под ред. В. А. Лабунцова. - М.: Энергоатомиздат, 1988.10.Куликов П.Б. Трехфазные выпрямители электрических железных дорог:Уч. пос. - М.: РГОТУПС, 1998.1 1.Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций /С.Д. Соколов, Ю.М. Бей, Я.Д. Гуральник, О.Г. Чаусов; под ред. С.Д.Соколова. - М.: Транспорт, 1975.12.Замятин В.Я., Кондратьев Б.В., Петухов В.М. Мощныеполупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник. - М.: Радио и связь, 1987.13.Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Недошивин Р.П. Силовыеполупроводниковые приборы: Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1985.14.Диоды: Справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев,С.Л. Пожидаев. - М.: Радио и связь, 1990.15.Александров К.К. Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. -М.: Издательство МЭИ, 2004.16.Сайт компании ООО «Крон-ЭК»электронные компоненты, www.tiristor.ru.