Проектирование автономного инвертора тока - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Определение токов и мощности индуктора, неизвестных токов и напряжений и построение векторных диаграмм параллельного, последовательно-параллельного и параллельно-последовательного автономных инверторов тока. Расчет тиристора, анодного дросселя, ёмкостей.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Кафедра Электротехнологические установки и системы
Проектирование автономного инвертора тока
1.1 Расчет токов индуктора и построение векторной диаграммы
II. Последовательно-параллельного АИТ
2.1 Расчёт неизвестных токов и напряжений и построение векторной диаграммы
III. Параллельно-Последовательного АИТ
3.1 Расчет неизвестных токов и напряжений, построение векторной диаграммы
Основными задачами данного курсового проекта расчет параметров и выбор оборудования силовой части:
II. Последовательно - параллельного АИТ;
III. Параллельно - Последовательного АИТ.
На основании полученных данных выполним построение векторной диаграммы параллельного АИТ. См. Приложение №1
Мощность индуктора определяется по формуле:
cos ц - косинус угла между I и и U и .
I и = Р/(U и * cos ц) = 1000*10 3 /(1200*0.13) = 6410,256 А. (2)
I R = Р/U и = 1000*10 3 /1200 = 833,3 А. (3)
I L = (Р и *sinц)/(U и *cosц)= (1000*10 3 *sin 82,53 o ) / (1200*0,13) = 6346 А. (5)
I R , I L - активная и индуктивная, составляющие тока индуктора.
Величину активной нагрузки определяем по закону ома:
R = U и / I R = 1200 / 833,3 = 1,44 Ом. (6)
L = U и / (I L *2р*f вых ) = 1200 / (6346*6,28*2400) = 1,25*10 -5 Гм(7)
Для определения тока I c необходимо определить угол ц индукктора исходи из соотношения:
где T вых - период колебаний тока на выходе
t восст - время восстановления запирающих свойств тиристоров VS 1 , VS 2 , VS 3 , VS 4 .
ориентировочное значение на допустимом интервале от 15 о до 40 о .
T вых = 1 / 2400 = 4,1*10 -4 c. (9)
По формуле (8) определяем t восст :
t восст = (ц* T вых ) / 360 o = (30*4,1*10 -4 ) / 360 o = 34 мкс(10)
Оптимальное стандартизированное значение t восст в нашем случае 32 мкс исходя из этого проведем перерасчет угла ц индуктора, опираясь на формулу (8)
ц =(t восст *360 o ) / Т вых = (32*10 -6 *360)/ 4,1*10 -4 = 28,09 о
Выражая из формулы (11) и (12) I C и приравнивая их, получаем соотношение:
2р*f вых *C* U и = I L + tg ц *I R (13)
Исходя из соотношения (13) определяем суммарную ёмкость конденсаторной батареи:
C = (I L + tg ц *I R ) / (2р*f вых * U и )= (6346 + tg 28,09 o * 833,3) / (2р * 2400 * 1200) = 375мкФ(14)
Тогда ток I C определяем по формуле (12) :
I C = 2р*f вых *C* U и = 2р*2400*1200 *375*10 -6 = 6782,4А
I H = I R / cos ц = 833,3 / cos 28,09 o = 944,5 A(15)
Опираясь на формулу (10), выбираем тиристор по 3-м параметрам: t восст , I TAV , U и .
t восст = t q = 32мкс - подходящее время восстановления
Оптимальное значение длительно протекаемого прямого тока I TAV определим по формуле :
I TAV = (I H / 2) * 1,2 = (944,5 / 2) * 1,2 = 566,7 А(16)
U DRM (U RRM ) - повторяющееся импульсное нап-ие в закрытом состоянии, > U и ;
U TM - импульсное напряжение в открытом состоянии;
(di/dt) crit - критическая скорость нарастания прямого тока (в открытом состоянии).
Ток проходящий через анодный дроссель, определяется по формуле:
i(t) = I уст * (1 - С -(t/ ф ) ), (17)
I уст = I TAV - ток установившегося режима
ф - постоянная времени переходного процесса.
Возьмем производную по времени от уравнения (17)
di/dt = (1/ф) * I уст * С -( t / ф ) (18)
ф = L ад / R тир = (L ад * I TAV ) / U тм , (19)
где L ад - индуктивность анодного дросселя
Тогда, подставив уравнения (19) в производную уровнения (18), получаем
U тм / L ад , где (di/dt) crit (20)
Исходя из формулы (20), найдем номинальную индуктивность анодного дросселя L ад :
L ад = U тм / (di/dt) crit = 2 / (1000 * 10 -6 ) = 0,2 * 10 -8 Гн(21)
Следует взять L ад с запасом: L ад =0,3 * 10 -8 Гн
Согласно формуле (14), суммарная ёмкость конденсаторной батареи равна
C = 375мкФ, опираясь на частоту f вых = 2400 Гц, напряжение U и = 1200 В, суммарную ёмкость и мощность выбираем конфигурацию из 27 параллельно подключенных конденсаторов.
P ном = 550 кВАр - номинальная мощность;
С 1-го конд. = 14.25 мкФ - ёмкость одного конденсатора;
U ном. = 1600 В. - номинальное напряжение;
F ном = 2400 Гц - номинальная частота.
С расч = С 1-го конд. * n выб. =14.25 *27 = 384.75 мкФ(22)
Полученная ёмкость отлична от расчётной на 2.5%.
Q вд ? Q ном. 1 конд * n конд , (23)
где Q ном. 1 конд - номинальная мощность конденсатора;
Q вд - мощность, определяемая по векторной диаграмме параллельного АИТ.
Q вд = I c * U c * sin 90 o = 6782,4 * 1200 * 1 = 10851,84кВар(24)
Q ном. 1 конд * n = 550 * 10 3 * 27= 14850кВАр(25)
Неравенство (23) удовлетворяет условию: 10851,84кВАр ? 14850кВАр.
II. Последовательно-параллельного АИТ
2.1 Расчет неизвестных токов и напряжений и построение векторной диаграммы
Поскольку питание АИТ осуществляется через 3-фазный мостовой выпрямитель (сеть 220/380), принимаем напряжение нагрузки U н = 514,8 В.
Угол ц инвертора остается остаётся прежним, из формулы (8) угол численно равен 28,09 о , используя известные параметры (U н , U u = U ck , I u = I R + I L ), построим векторную диаграмму см. Приложение 2
<(U н , U с.вх ) = 180 о - 90 о - ц = 180 о - 90 о - 28,09 о = 61,91 о (26)
Определяем значение U с.вх по теореме косинусов:
U 2 и = U 2 с.вх + U 2 н - 2 U с.вх * U н * cos (Д(U н , U с.вх )); (27)
1200 2 = U 2 с.вх + 514,8 2 - 2 U с.вх * 514,8* cos61,91 о
U 2 с.вх - 483,912U с.вх - 1174980.96 = 0
По теореме косинусов найдем Д(U и , U н ):
U 2 с.вх = U 2 н + U 2 и - 2* U и * U н * cos(Д(U и , U н )); (28)
cos(Д (U и , U н )) = (U 2 н + U 2 и - U 2 с.вх )/( 2*U и *U н ) =
=(1200 2 + 514,8 2 -1352,6 2 )/(2*1200*514,8)=-0,1
Д(U и , U н )=arccos(-0,1)=95,7 о (29)
Д(I н , I и )=ц + ц и - Д (U и , U н )= 28,09 о + 82,53 o -95,7 о =14,92 о (30)
Д(I ск , I и )= 90 о - arcsin(I L ,/I и ) = 90 о - arcsin(6346/6410,256) = 8,1 о (31)
Д(I н , I с к )= 180 о - Д(I сп , I и ) - Д(I ск , I н )= 180 о - 8,1 0 - 14,92 о = 156,98 о (32)
По теореме синусов найдем I н , I ск :
I ск = I и *( (sin(Д(I н ,/I и ))) / sin(Д(I ск ,/I н ))) = 6410,256 (sin(14,92 о ) / sin(156,98 о )) = 4224А(33)
I н = I с.вх = I и *((sin(Д(I ск ,/I и ))) / sin(Д(I н ,/I ск ))) = 6410,256 (sin(8,1 о ) / sin(156,98 о )) = 2301А(34)
Составляем компенсирующую конденсаторную батарею:
Опираясь на емкость, полученную по формуле (35) и вышеуказанные параметры, создаем батарею из 20 параллельно подключенных конденсаторов.
Тогда С расч определяем по формуле (22):
Выполняем проверку, опираясь на неравенство (23):
Неравенство (23) удовлетворяет условию кBap ? кBap
Составляем входную конденсаторную батарею:
Опираясь на емкость, полученную по формуле (36) и вышеуказанные параметры, создаем батарею из 10 параллельно подключенных конденсаторов.
Тогда С расч определяем по формуле (22):
Выполняем проверку, опираясь на неравенство (23):
Неравенство (23) удовлетворяет условию кBap ? кBap
Требуемое время восстановления тиристора по прежнему t восст = 34мкс,
Поскольку угол ц инвертора остался прежним . Изменился ток нагрузки I н = А. Подберем новое подходящее значение параметра I TAV по формуле (16):
Подходящий тиристор ТБ143-500. Его параметры:
Расшифровка обозначений дана в пункте 1.2.
Согласно формуле (21), требуемая индуктивность анодного дросселя Lад:
III. Параллельно-Последовательного АИТ
3.1 Расчет неизвестных токов и напряжений
Поскольку питание АИТ осуществляется через 3-фазный мостовой выпрямитель (сеть 220/380В), принимаем напряжение нагрузки U н =514,8В.
Угол ц инвертора остается прежним, из формулы (8) угол численно равен 28,09 0 . Используя известные параметры (U н =U ск , U и , I и =I c п =I R +I L ), построим векторную диаграмму см. приложение №3.
Определяем значение U сп по теореме косинусов:
По теореме синусов найдем I ск и I н :
Составляем компенсирующую конденсаторную батарею:
Опираясь на емкость, полученную по формуле (46) и вышеуказанные параметры, создаем батарею из 7 параллельно подключенных конденсаторов.
Тогда С расч определяем по формуле (22):
Выполняем проверку, опираясь на неравенство (23):
Неравенство (23) удовлетворяет условию кBap ? кBap
Составляем входную конденсаторную батарею:
Опираясь на емкость, полученную по формуле (47) и вышеуказанные параметры, создаем батарею из 14 параллельно подключенных конденсаторов.
Тогда С расч определяем по формуле (22):
Выполняем проверку, опираясь на неравенство (23):
Неравенство (23) удовлетворяет условию кBap ? кBap
Требуемое время восстановления тиристора по прежнему t восст = 30мкс,
Поскольку угол ц инвертора остался прежним . Изменился ток нагрузки I н = А, согласно формуле (45) Подберем новое подходящее значение параметра I TAV по формуле (16):
Подходящий тиристор Т253-1250. Его параметры:
Расшифровка обозначений дана в пункте 1.2.
Согласно формуле (21), требуемая индуктивность анодного дросселя Lад:
В ходе выполнения данного курсового проекта мы выяснили принципиальные отличительные черты в устройстве и принципы действия 3 конфигураций автономного инвертора тока:
2) Параллельно - последовательного АИТ.
3) Последовательно - параллельного АИТ.
В работе показана и исследована основная задача параллельно-последовательной и последовательно-параллельной схем АИТ, повышение напряжения на индукторе относительно выходного напряжения выпрямителя путем подключения очередным образом дополнительных емкостей.
1) Забродин Ю.С. Промышленная электроника.
2) Мартынов К.А. Силовая электроника. Часть II Инверторы и преобразователи частоты.
3) Герасимов В.Т. Основы промышленной электроники.
Расчет токов резисторов и мощности, потребляемой цепью, по заданной схеме. Определение параметров неразветвленной цепи переменного тока с активными, индуктивными и емкостными сопротивлениями. Построение в масштабе векторной диаграммы напряжения и токов. контрольная работа [107,5 K], добавлен 10.12.2010
Схемы и переключающие функции автономных инверторов напряжения. Структура полумостовых, однофазных мостовых и трехфазных мостовых автономных инверторов напряжения. Работа трехфазного автономного инверторов напряжения на несимметричную нагрузку. курсовая работа [585,4 K], добавлен 02.01.2018
Преобразователи тока и напряжения, их свойства и применение. Понятие коэффициента трансформации, реакторы и трансреакторы. Фазоповоротные и частотно-зависимые схемы. Насыщающиеся трансформаторы тока, преобразователи синусоидальных токов и напряжений. курсовая работа [2,6 M], добавлен 11.08.2009
Определение ожидаемой суммарной расчетной нагрузки. Определение числа и мощности трансформаторов ГПП, схемы внешнего электроснабжения. Определение напряжений, отклонений напряжений. Расчет токов короткого замыкания. Эксплуатационные расходы. курсовая работа [110,7 K], добавлен 08.10.2007
Расчет линейных электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Определение токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Метод контурных токов. Баланс мощностей цепи. курсовая работа [876,2 K], добавлен 27.01.2013
Генерация токов повышенной частоты. Расчет электрического режима инвертора и выпрямителя. Выбор элементов и системы автоматического управления и защиты тиристорного преобразователя частоты. Временные диаграммы токов и напряжений, характеристики инвертора. курсовая работа [339,6 K], добавлен 13.01.2011
Составление баланса мощностей для электрической схемы. Расчет сложных электрических цепей постоянного тока методом наложения токов и методом контурных токов. Особенности второго закона Кирхгофа. Определение реальных токов в ветвях электрической цепи. лабораторная работа [271,5 K], добавлен 12.01.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование автономного инвертора тока курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Чем Опасен Митрофан Сочинение
Разработка Регламента По Финансовому Консультированию Курсовая Работа
Темы Для Кандидатской Диссертации По Экономике
Алгебра 8 Виленкин Контрольные Работы
Реферат: Развитие и функции речи
Реферат: Cardiac Phsiology Essay Research Paper The study
Контрольные Работы 6 Класс Александрова
Купить Курсовую По Психологии
Статья Диплом Диссертация Элегазовый Выключатель 110 Кв
Курсовая Устойчивость Esp
Биомеханика Тела Реферат
Реферат по теме Палітычнае і сацыяльна-эканамічнае развіццё Беларусі ў складзе Расійскай імперыі ў канцы ХVІІІ-першай палове ХІХ ст.
Курсовая Работа На Тему Детское Кафе На 50 Посадочных Мест
Контрольная работа: Место и роль государственно финансового контроля в обеспечении финансовой безопасности России
Реферат На Тему Дизайнерская И Рекламная Концепция Товара
Реферат: Гражданские здания. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Синергетика – теория самоорганизации
Мини Сочинение К Дню Единства Народов
Контрольная Работа По Химии Металлы
Сочинение На Тему Чудо Огэ
Д.И. Менделеев и значение его деятельности - История и исторические личности реферат
Вексель и вексельные правоотношения - Государство и право курсовая работа
Сравнительный анализ регулирования трансграничной несостоятельности в отдельных странах ЕС - Государство и право контрольная работа