2020-05-21
668
Разработать схему однофазного управляемого выпрямителя со средней точкой трансформатора при работе на активную нагрузку [1-5]. Исходные данные к задаче (напряжение сети U1, минимальное напряжение нагрузки Ud min, максимальное напряжение нагрузки Ud max, сопротивление нагрузки Rd) приведены в таблице 3.2 Необходимо выбрать тип вентилей, трансформатора, построить регулировочную характеристику управляемого выпрямителя и по ней определить требуемые углы регулирования, описать принцип работы схемы, осуществить моделирование её работы в среде Multisim, привести временные диаграммы для режима максимального тока нагрузки [10,11].
Таблица 3.2 – Исходные данные к задаче 3.2
| Номер варианта | Rd, Ом | Ud min, В | Ud max, В | U1, В |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | 100 | 20 | 50 | 220 |
| 2 | 100 | 30 | 60 | 110 |
| 3 | 90 | 10 | 40 | 220 |
| 4 | 90 | 10 | 30 | 110 |
| 5 | 80 | 30 | 50 | 220 |
| 6 | 80 | 20 | 40 | 110 |
| 7 | 70 | 5 | 30 | 220 |
Продолжение таблицы 3.2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 8 | 70 | 10 | 30 | 110 |
| 9 | 60 | 20 | 40 | 220 |
| 10 | 60 | 25 | 40 | 110 |
| 11 | 50 | 10 | 30 | 220 |
| 12 | 50 | 15 | 30 | 110 |
| 13 | 40 | 5 | 25 | 220 |
| 14 | 40 | 10 | 25 | 110 |
| 15 | 45 | 3 | 20 | 220 |
| 16 | 45 | 5 | 20 | 110 |
| 17 | 55 | 10 | 30 | 220 |
| 18 | 55 | 15 | 30 | 110 |
| 19 | 65 | 15 | 40 | 220 |
| 20 | 65 | 20 | 40 | 110 |
| 21 | 75 | 15 | 50 | 220 |
| 22 | 75 | 20 | 50 | 110 |
| 23 | 85 | 20 | 60 | 220 |
| 24 | 85 | 40 | 60 | 110 |
| 25 | 90 | 40 | 70 | 220 |
Пример решения задачи 3.2.
Разработать схему однофазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом трансформатора при работе на активную нагрузку. Исходные данные к задаче: U1 = 220 В; Udmin = 10 В; Udmax = 40 В; Rd = 30 Ом. Необходимо выбрать тип вентилей, трансформатора, построить регулировочную характеристику управляемого выпрямителя и по ней определить требуемые углы регулирования, осуществить моделирование её работы в среде Multisim, привести временные диаграммы для режима максимального тока нагрузки.
Решение.
|
|
|
|
|
|
Разработанная схема приведена на рисунке 3.8.
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
СИФУ – система импульсно-фазового управления
Рисунок 3.8 – Схема управляемого выпрямителя со средней точкой трансформатора
Произведем выбор тиристоров.
Ток нагрузки максимальный:
A.
Для однофазного мостового выпрямителя среднее значение прямого тока через вентиль определяется как
A.
Обратное максимальное напряжение на вентиле равно:
В.
Выбираем вентили 2N5064 [6,7], для которых
А > 
A;
В > 
В.
В.
Определим параметровы трансформатора.
Для однофазного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора действующее значение вторичного напряжения равно:
В.
Расчётная мощность определяется как
В∙А.
Выбираем трансформатор:
Выбираем трансформатор: ТПП 289-127/220-50 (Приложение Д):
В∙А > 
В∙А.
При последовательном соединении вторичных обмоток Б, В, Г получаем U2=10+20+20=50 В.
Тогда коэффициент трансформации
.
Регулировочную характеристику управляемого выпрямителя рассчитываем по формуле
,
где 
– максимальное значение выпрямленного напряжения при угле регулирования 
.
В нашем случае для выбранного трансформатора
В.
Тогда
.
Регулировочная характеристика представлена на рисунке 3.9.
Рисунок 3.9 – Регулировочная характеристика выпрямителя
По характеристике находим, что для 
, а для 
.
Модель однофазного управляемого выпрямителя со средней точкой трансформатора приведена на рисунке 3.10.
Импульсы управления тиристорами формируются источником пульсирующего напряжения Е2 путём задания угла отпирания параметром «задержка»
,
где f – частота питающего напряжения, f = 50 Гц.
Рисунок 3.10 – Модель управляемого выпрямителя со средней точкой трансформатора
Результаты моделирования: U2 = 50,002 В, Id = 1,322 А, Ud = 39,67 В. Временные диаграммы работы управляемого выпрямителя для режима максимального тока нагрузки представлены на рисунке 3.11.
Рисунок 3.11 – Временные диаграммы работы управляемого выпрямителя
