«ТРЁХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ» Студент: Моторин С.К. Группа: Э - 406 Преподаватель: Бар В.И. Тольятти 2003 Содержание Введение 1. Анализ состояния, перспектив проектирования и разработки статических преобразователей средней мощности 2. Разработка структурной и принципиальной схем преобразователя 3. Расчёт токов и напряжений. 4. Расчёт семейства внешних характеристик 5.
Расчёт сглаживающего фильтра выпрямителя при активной нагрузке. Выбор емкостей. Расчет сглаживающего дросселя 6. Электромагнитный расчет трансформатора 7. Выбор и расчет устройств защиты от аварийных токов и перенапряжений 8. Описание работы схемы управления Заключение Литература Введение В настоящее время в промышленных устройствах очень часто возникает необходимость получения
постоянного тока из переменного тока. Данную функцию выполняют выпрямители. Выпрямителем называют устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток. Целью настоящей работы является расчёт трехфазного управляемого выпрямителя, преобразующего входное напряжение до необходимой выходной величины с заданным коэффициентом пульсаций и величиной выходного тока, за счёт использования трансформатора напряжения, соответствующей вентильной
выпрямительной схемы, фильтра гармонических составляющих выходного напряжения и системы защиты от перегрузок и коротких замыканий. 1. Анализ состояния, перспектив проектирования и разработки статических преобразователей средней мощности На сегодняшний день существуют различные выпрямительные схемы статических преобразователей мощности. Разделение в основном идет на однофазные и трехфазные выпрямители, а также на неуправляемые и управляемые. Неуправляемые выпрямители строятся на основе полупроводниковых диодов.
Данные устройства не позволяют регулировать мощность, выделяемую в нагрузке. Управляемые выпрямители в качестве вентилей используют тиристоры. Применение данных полупроводниковых приборов позволяет регулировать мощность, выделяемую в нагрузке. Трехфазные выпрямители используются при средних и больших мощностях. Применение трехфазных выпрямителей позволяет создать равномерную нагрузку на все три фазы сети; уменьшить
пульсации выпрямленного напряжения; уменьшить расчетную мощность трансформатора, а также повысить коэффициент мощности. Схема трехфазного однополупериодного выпрямителя (схема Миткевича) изображена на рис. 1.1. Она обладает невысокими энергетическими характеристиками. Частота пульсаций выпрямленного напряжения в три раза больше частоты питающего напряжения; установленная мощность трансформатора должна быть на 35% больше мощности в нагрузке, что значительно увеличивает его
габариты; стержни магнитопровода трансформатора подмагничиваются в процессе работы выпрямителя. Наибольшее распространение получила схема трехфазного двухполупериодного мостового выпрямителя, представленная на рис. 1.2 (схема Ларионова). Данная схема обладает лучшими энергетическими показателями: частота пульсаций выпрямленного напряжения в шесть раз больше частоты питающего напряжения, что значительно снижает массогабаритные и стоимостные показатели фильтрующих устройств; установленная мощность трансформатора всего на 5% больше
мощности в нагрузке; отсутствует подмагничивание стержней магнитопровода трансформатора. В табл. 1.1 приведены сравнительные характеристики выпрямителей различных типов, где: q0 - коэффициент пульсаций, Ia - среднее значение тока вентиля, Id - среднее значение выходного тока выпрямителя, Uобр - амплитуда обратного напряжения на вентилях, Ud - среднее значение выходного напряжения выпрямителя,
ST - расчётная мощность трансформатора, Pd - значение мощности на нагрузке, N – минимальное число вентилей, m – пульсность напряжения. Таблица 1.1 Основные характеристики выпрямителей Тип выпрямителя m N Однофазный нулевой 1.34 Однофазный мостовой 1.11 Трёхфазный нулевой 1.34 Трёхфазный мостовой (схема
Ларионова) 1.05 Двойной трёхфазный с уравнительным реактором 1.26 Таким образом, наибольшее применение нашла мостовая схема Ларионова, содержащая выпрямительный мост из шести вентилей. 2. Разработка структурной и принципиальной схем преобразователя Основными элементами преобразователя являются трансформатор и вентили.
Основное требование, предъявляемое к полупроводниковым преобразователям, в том числе и к выпрямителям - это надёжность, поэтому ввиду чувствительности приборов к перегрузкам, коротким замыканиям, перенапряжениям в схеме необходимо предусмотреть быстродействующие системы защиты. Необходимо выдерживать заданные параметры на выходе преобразователя. Для этого в схему включаются фильтры, датчики и системы сравнения выходных параметров преобразователей
с заданными, и управления полупроводниковыми приборами. Согласно вышесказанному, составили структурную (рис. 2.1.) и принципиальную (рис. 2.2.) схемы полупроводникового выпрямителя.