Методика та порядок розрахунку трифазних випрямлячів, що працюють на активно-індуктивне навантаження

1. Заносимо всі основні вхідні данні у таблицю ЗВ1 згідно номеру варіанту з таблиці З1

2. Знаходимо номінальну вихідну потужність та орієнтовне значення типової потужності трансформатору.

P_н= U₀∙I₀ ВА. Орієнтовне значення η_Т=0.85-0.95. Типова потужності P_тип = Р_н / η_Т, ВА Примітка: U₀ – це U_H. Запис результатів виконується в звіт, таблицю ЗВ2

3. Згідно наведених формул в таблиці Г1 визначаємо І_0В – середнє значення струму через вентиль, І_В – діюче значення струму через вентиль, U_зв – зворотну напругу. За визначеними даними та з таблиці додатку Е визначаємо тип вентилю.. Вказуємо його тип: __________________________________

виписуємо значення його основних параметрів:

U_зв= ______ В. І_0В = _______ А, ΔU _пр = __________ В

4. Визначаємо орієнтовний опір одного діода

r_1B = , Ом К_α = 2 ÷ 2,2

та опір вентилів в одній фазі випрямляча

r_ф_B = r₁_B ∙к_В, Ом де к_В – кількість діодів, що включені послідовно в одній фазі. (Для схеми 1 К_В=1, для схеми 2 К_В=2)

5. Визначаємо наближене значення активного опору обмоток трансформатору за формулою: r_тр≈ , Ом

Де: U_B, I₀ - вихідні параметри випрямляча – напруга та струм. K_r – коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення, для схеми 1 K_r=6.2∙10³, для схеми 2 K_r=2.3∙10³. Частота мережі f = 50 Гц. S – кількість стержнів магнітопроводу. S=3 для трифазного трансформатору

Значення магнітної індукції В вибираємо 1.1 – 1.2 Тл

6. Знаходимо активний опір фази випрямляча

r_Ф= r_фВ + r_тр, Ом

7. Знаходимо величину індуктивності розсіювання обмоток трансформатора за формулою

L_S = , Гн

Де: K_L - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення, для схеми 1 K_L=3.3 ∙10², для схеми 2 K_L=1∙10².

8. Визначаємо величину перекриття фаз.

cosγ = 1 - I₀ де Х_ТР=2 ∙π∙ f∙ L_S

γ=arc cosγ, ⁰

9. Визначаємо напругу на виході випрямляча на холостому ході за формулою:

U_B _XX = , B де ω = 2∙π∙f_м

- узагальнене значення внутрішнього опору випрямляча, яке залежить від активного опору фази та опору, що залежить від кута перекриття фаз.

10. Знаходимо уточнене значення зворотної напруги

U_ЗВ = 2.1∙U₀(для схеми 1)

U_ЗВ = 1.05∙U₀(для схеми 2)

Та перевіряємо придатність вентилю

11. Знаходимо напругу вторинної обмотки де у формулі замість U₀ підставляємо U_B _XX (для 11-15 за формулами таблиці Г1),

12. Визначимо коефіцієнт трансформації трансформатору

К_ТР = U_1ф/U₂

13. Знаходимо струм вторинної обмотки (за формулами таблиці Г1)

14. Знаходимо струм первинної обмотки

15. Знаходимо типову потужність трансформатору

16. Визначаємо ККД випрямляча

η_випр = ∙100% де ΔР_ТР = Р_ТР(1 – η_ТР) - втрати в трансформаторі

Р_ТР= Р_ТИП η_ТР – з таблиці А1

Δ Р_В = І_{0 В}∙ΔU_пр∙N_B - втрати на вентилях

N_B – кількість вентилів в схемі випрямлення

Таблиця А1 Значення ККД трансформаторів

Умовна потужність →	мала		середня		велика
Потужність, ВА	15-50	50-150	150-300	300-1000	Вище 1000
ККД (η_ТР)	0.5-0.8	0.8-0.9	0.9-0.93	0.93-0.95	0.95-0.995

17. Орієнтовне значення вихідної напруги, для побудови зовнішньої характеристики можна визначити за формулою

U_H ≈ U_B _XX – ΔU_r – ΔU_L

ΔU_r – зменшення напруги за рахунок впливу активного опору

ΔU_L – зменшення напруги за рахунок впливу перекриття фаз

U_H ≈ U_B _XX –

18. Надаючи струмові значення 0, 0,25І₀ 0,5І₀0,75І₀ 1І₀1,25І₀1,5І_0.визначаємо U_H. Дані заносяться у таблицю ЗВ3. За отриманими даними будується зовнішня характеристика.

19. За отриманими даними розрахунку та вибору малюється схема випрямляча, на якому обов’язково вказуються елементи включення схеми та її захисту від перевантажень. Всі елементи схеми позначаються та нумеруються згідно існуючих правил виконання електричних принципових схем.

Додаток Б.

Форма звіту з практичної роботи №2

Титульний лист встановленого взірця, в якому має бути вказано:

· Назва навчального закладу

· Назва навчальної дисципліни (Електроживлення систем зв’язку)

· Назва та номер практичної роботи

· Індивідуальні дані студента (прізвище, і. по б., група, номер варіанту)

· Дата аудиторного заняття та видачі завдання, дата завершення та здачі

· Прізвище та посада керівника ПР, оцінка ПР

Таблиця ЗВ1 Вхідні дані завдання

Номер варіанту
Позначення та значення параметру	Назва параметру	Одиниці вимірювання	Позначення та значення параметру	Назва параметру	Одиниці вимірювання
U₁ = 380/220	Напруга мережі	В	f = 50	Частота струму мережі	Гц
U_В =	Номінальна напруга на виході випрямляча	В	I₀ =	Номінальний струм навантаження випрямляча	А
Схема випрямлення

Таблиця ЗВ 2 Результати розрахунку та вибору

№	Назва параметру, що розраховується чи вибирається	Позначення параметру	Формула або таблиця з якої вибираються дані	Підстановка значень у формулу (або додаткові пояснення)	Результат розрахунку чи вибору	Одиниці вимірювання
1	Номінальна вихідна потужність	P_н	U₀∙I₀			ВА.
2	Типова потужність трансформатору	P_тип	Р_н / η_Т,			ВА
		3 – 5 визначаються з таблиці Г1
3	Середнє значення струму через вентиль	І_{В 0}				А
4	Діюче значення струму через вентиль	І_В				А
5	Зворотна напруга діода	U_зв				В
6	Тип вентилю		І_{В 0} = А, U_зв = В, ΔU_ПР= В
7	Опір одного вентилю	r_1B				Ом
8	Опір вентилів в фазі випрямляча	r_ф_B	r₁_B ∙к_В,			Ом
9	Опір трансформатора	r_тр≈	,			Ом
10	Активний опір однієї фази випрямляча	r_Ф	r_фВ + r_тр			Ом
11	Індуктивність розсіювання обмоток випрямляча	L_S	,			Гн
12	Індуктивний опір обмотки трансформатору	Х_ТР	2 ∙π∙ f∙ L_S			Ом
13	Косинус кута перекриття фаз	cosγ	1 - I₀
14	Кут перекриття фаз	γ	arc cosγ			⁰
15	Повний опір фази	Z				Ом
16	Вихідна напруга холостого ходу	U_B _XX	,			В
		Формули з таблиці Г1 (17-22)
17	Зворотна напруга вентилю	U_ЗВ				В
18	Діюче значення напруги вторинної обмотки	U₂				В
19	Коефіцієнт трансформації	К_ТР	U₁/U₂			одиниць
20	Діюче значення струму вторинної обмотки	I₂				А
21	Діюче значення струму первинної обмотки	I₁				А
22	Типова потужність трансформатору	P_тип				ВА
23	ККД випрямляча	η_випр	∙100			%