Вид работы: Контрольная работа
Предмет: Электроника
Тема: Силовая электроника
ВУЗ: Московский технологический институт
Задача 1
Изобразить схемы трёхфазных выпрямителей: с выводом нулевой точки и мостовую, работающие на активно-индуктивную нагрузку.
Трансформаторы, дроссели, вентили считать идеальными, выпрямленный ток полностью сглаженный. Описать принцип работы трансформаторов.
При заданных одинаковых для обеих схем токах нагрузки Ia и средних значениях выпрямленных напряжений Ua рассчитать схемы.
При этом для каждой из них определить:
1) амплитудные значения линейных напряжений, максимальные величины обратных напряжений в вентилях;
2) средние значения токов через вентили;
3) тип вентилей;
4) расчётные мощности трансформаторов, для схемы с выводом нулевой точки Ртр = 1,35 Рa, для мостовой схемы Ртр = 1,05 Рa , где Pa = IaUa;
5) индуктивность дросселя, Lдр, необходимую для полного сглаживания тока (считая, что оно достигается при ωпLдр ≥ 5Rн, где ωп – частота пульсации, Rн – сопротивление нагрузки).
6). Провести краткий сравнительный анализ рассчитанных схем.
Выбор исходных данных для шифра 152:
Ua=530 В; Ia=11,4 А; Rн=153 кОм.
Решение:
Расчет трехфазного выпрямителя с нулевой точкой:
- Рисуем схему трехфазного выпрямителя с нулевой точкой (рисунок 1.1).
Рис. 1.1. Трехфазный выпрямитель с нулевой точкой
- Анализируем графики токов и напряжений выпрямителя (рисунок 1.2).
Рис. 1.2. Графики зависимостей для токов и напряжений различных цепей схемы выпрямления трехфазного выпрямителя с нулевой точкой.
- Рассчитываем амплитудные значения линейных напряжений, максимальные величины обратных напряжений в вентилях (диодах).
Действующее значение фазового напряжения на вторичной обмотке трансформатора:
U2=0.85Ua=0,85·530=451 В.
Амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора:
U=1.4U2=1,4·451=631 В.
Максимально допустимое обратное напряжение на диоде:
Uобр.макс=2,09Uа=2,09·530=1108 В.
- Рассчитываем средние значения токов через вентили:
Id=Ia/3=11,4/3=3,8 А.
- Выбираем типы вентилей.
По вычисленным значениям Uобр.макс=1108 В и Id=3,8 А по таблице в приложении 2 выбираем марку диодов.
Выбираем ближайшие большие параметры, получаем диод марки МД218А с параметрами: Uобр.макс=1200В, Id=8 А.
- Рассчитываем мощности трансформаторов.
Для схемы с выводом нулевой точки
Ртр = 1,35 Ра=1,35·6042=8,16 кВт,
где Pа = IаUа=11,4·530=6042 Вт
- Рассчитываем индуктивность дросселя, Lдр, необходимую для полного сглаживания тока.
Частота пульсации:
ωп=3f=3·50=150 Гц,
где f – частота питающей сети
Lдр≥ 5Rн /ωп=5·153/150=5,07 Гн.
Из приложения 3 выбираем ближайшее большее значение индуктивности из стандартного ряда, Lдр=5,11 Гн.
Расчет трехфазного мостового выпрямителя:
- Рисуем схему трехфазного мостового выпрямителя (рисунок 1.3).
Рис. 1.3. Трехфазный мостовой выпрямитель
- Анализируем графики токов и напряжений выпрямителя (рисунок 1.4).
Рис. 1.4. Графики зависимостей для токов и напряжений различных цепей схемы выпрямления трехфазного мостового выпрямителя.
- Рассчитываем амплитудные значения линейных напряжений, максимальные величины обратных напряжений в вентилях (диодах).
Действующее значение фазового напряжения на вторичной обмотке трансформатора:
U2=0.427Ua=0,427·530=223 В.
Амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора:
U=1.4U2=1,4·223=312 В.
Максимально допустимое обратное напряжение на диоде:
Uобр.макс=1,045Uа=1,045·530=554 В.
- Рассчитываем средние значения токов через вентили:
Id=Ia/3=11,4/3=3,8 А.
- Выбираем типы вентилей.
По вычисленным значениям Uобр.макс=554 В и Id=3,8 А по таблице в приложении 2 выбираем марку диодов.
Выбираем ближайшие большие параметры, получаем диод марки Д237В с параметрами: Uобр.макс=600В, Id=5 А.
- Рассчитываем мощности трансформаторов.
Ртр = 1,05 Ра =1,05·6042=6344 Вт,
где Pа = IаUа=11,4·530=6042 Вт
- Рассчитываем индуктивность дросселя, Lдр, необходимую для полного сглаживания тока.
Частота пульсации:
ωп=6f=6·50=300 Гц,
где f – частота питающей сети
Lдр≥ 5Rн /ωп=5·153/300=2,55 Гн.
Из приложения 3 выбираем ближайшее большее значение индуктивности из стандартного ряда, Lдр=3,01 Гн.
Вывод: сравнивая расчет схемы трехфазного выпрямителя с нулевой точкой и трехфазного мостового выпрямителя можно сделать вывод, что применение схемы трехфазного мостового выпрямителя позволяет использовать диоды с меньшим обратным напряжением, дроссель с меньшей в 2 раза индуктивностью, и силовой трансформатор меньшей мощностью по сравнению со случаем применения схемы трехфазного выпрямителя с нулевой точкой.
Ответ: схема с выводом нулевой точки: U=631 В, Uобр.макс=1108 В, Id= 3,8 А, диод МД218А, Ртр =8,16 кВт, Lдр=5,11 Гн; схема мостовая: U=312 В, Uобр.макс=554 В, Id=3,8 А, диод Д237В, Ртр =6,34 кВт, Lдр=3,0Гн.
Задача 2
Задан мостовой выпрямитель, изображенный на рисунке 2.1, для которого заданы для шифра 152:
- — напряжение холостого хода Uхх=530 В;
- — напряжение при максимальной нагрузке не менее Uн=523 В;
- — максимальная мощность Pmax=2650 Вт;
- — предельно допустимый коэффициент пульсаций pдоп=0,0003.
Емкость конденсаторов и индуктивность катушек ограничена Сmax=1000 мкФ, Lmax=1 Гн.
Требуется:
- — Построить схему фильтра и найти параметры его элементов;
- — Определить требования к трансформатору и катушкам фильтра.
- — построить внешнюю характеристику.
Выпрямитель питается от сети с напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Внутреннее сопротивление сети принять равным нулю.
Изменением параметров диодов от температуры пренебречь. Считать, что обратное сопротивление диода равно 500 — 1000 кОм.
Решение:
- Рассмотрим ВАХ диода, представленную на рисунке 2.2:
Рис. 2.2. ВАХ диода Uобр=50В, Iпр=1,5А.
- Определим максимальное значение постоянной составляющей тока нагрузки:
I0=Рmax/UН=2650/523=5,07 А.
- Минимальное сопротивление нагрузки:
RH= UН/ I0=523/5,07=103 Ом.
- Выпрямитель мостовой схемы с C-фильтром имеет коэффициент пульсаций:
- Емкость конденсатора фильтра;
Ф.
По условию задания емкость фильтра не должна превышать значения 1000 мкф, поэтому применяем многозвенный C-LC-фильтр.
- Находим среднее значение напряжения:
526,5 В.
т.е. на входе фильтра напряжение равно 526,5 В.
- Потеря напряжения на активных элементах фильтра будет составлять:
В.
- Активное сопротивление катушек:
0,69 Ом.
- Амплитуда напряжения вторичной обмотки и постоянное напряжение на входе фильтра связаны между собой через косинус угла отсечки:
При холостом ходе напряжение на выходе выпрямителя становится равным амплитуде напряжения вторичной обмотки трансформатора, т.е. Um=Uxx. Зная напряжение на входе фильтра, можно найти угол отсечки из равенства:
что соответствует углу отсечки θ≈6,59º или 0,115 радиана.
- Для такого угла отсечки найдем функции γ0(θ) и γ2(θ):
0,00719 ;
- Зная угол отсечки, можно найти сумму сопротивлений диода и вторичной обмотки трансформатора, для этого воспользуемся формулой:
т.е. Ом.
- Количество звеньев фильтра можно найти из формулы для определения коэффициента пульсаций на выходе фильтра:
Ом.
Округляем до целого в большую сторону 2 звена LC.
- Двухзвенный фильтр позволяет создать выпрямитель с необходимым коэффициентом пульсаций:
По вольтамперной характеристике диода найдем U0≈0,47 В и Rд≈0,003/0,25≈0,012 Ом. Ранее найдена величина суммы R+2Rд=0,0336 Ом, где R – активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора.
Отсюда следует, что активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора не должно превышать R=0,0336-0,012·2=0,0096 Ом.
- Необходимый коэффициент трансформации, как отношение действующих значений напряжения на выходе и входе трансформатора:
Внешняя характеристика выпрямителя:
Рис. 2.3. Внешняя характеристика выпрямителя
Ответ: n=2, С=1000 мкФ, L=1 Гн, .
Задача № 3
Дано: напряжение в выпрямителе на вторичной обмотке трансформатора U2; частота сети f = 50 Гц; сопротивление диода в прямом направлении Rпр = 0.
Требуется:
- Определить:
— средние значения выпрямленного напряжения и тока на нагрузочном резисторе, Rн;
— среднее значение тока в диоде;
— максимальное обратное напряжение на диоде;
- Выбрать тип диода;
- Представить схему выпрямителя.
Для шифра 152: U2=300 В, Rн=360 Ом, схема – однополупериодная.
Решение:
Рис. 3.1. Схема однополупериодного выпрямителя
- Среднее выпрямленное напряжение на нагрузочном резисторе определяется по формуле:
Uн = 135 В.
- Среднее значение выпрямленного тока и среднее значение тока в диоде:
Iн = Iпр=Uср/Rн =135/360=0,375 А.
- Максимальное обратное напряжение на диоде:
Uобр.макс =424 В.
Для выбора диода берем 30% запас по прямому току и обратному напряжению диода, т.е.
А, В.
Выбираем диод КД209Б с Iпр.max=0,5 А, Uобр.макс =600 В.
Ответ: Uн = 135 В, Iн = Iпр= 0,375 А, Uобр.макс =424 В, диод КД209Б.
Задача №4
Дано: напряжение на нагрузке, сопротивление нагрузки и коридор изменения входного напряжения. Требуется определить в параметрическом стабилизаторе (рис. 4.1):
- сопротивление резистора, Rб;
- коэффициент стабилизации, КстU;
- максимальный ток стабилитрона, Imax.
Рис. 4.1.
Для шифра 272: Uн=73 В, Rн=7300 Ом, Uст мах=146 В, Uст мin=136 В.
Решение:
Принимаем для расчета стабилитрон КС650А.
- Параметры стабилитрона КС650А:
Uст=150В; Rдиф=255 Ом; Iст min=2,5 мА; Iст мах=33 мА.
- Определяем сопротивление балластного резистора
Rб=(Uст мin – Uн)/(Iст min +Uн/ Rн )= (136 – 73)/(0,0025 +73/7300 )=5040 Ом.
- Коэффициент стабилизации
- Максимальный ток стабилизатора мА
Делаем выводы, что стабилитрон КС650А по максимальному току не перегружается, так как =10 мА< Iст мах=33 мА.
Ответ: Rб= 5040 Ом, , мА.
Прикрепленные файлы:
Прикрепленные файлы: |
|
---|---|
Администрация сайта не рекомендует использовать бесплатные работы для сдачи преподавателю. Эти работы могут не пройти проверку на уникальность. Узнайте стоимость уникальной работы, заполните форму ниже: Узнать стоимость | |
Скачать файлы: |
|
Комментарии
Оставить комментарий
Валера 14 минут назад
добрый день. Необходимо закрыть долги за 2 и 3 курсы. Заранее спасибо.
Иван, помощь с обучением 21 минут назад
Валерий, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Fedor 2 часа назад
Здравствуйте, сколько будет стоить данная работа и как заказать?
Иван, помощь с обучением 2 часа назад
Fedor, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Алина 4 часа назад
Сделать презентацию и защитную речь к дипломной работе по теме: Источники права социального обеспечения
Иван, помощь с обучением 4 часа назад
Алина, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Алена 7 часов назад
Добрый день! Учусь в синергии, факультет экономики, нужно закрыт 2 семестр, общ получается 7 предметов! 1.Иностранный язык 2.Цифровая экономика 3.Управление проектами 4.Микроэкономика 5.Экономика и финансы организации 6.Статистика 7.Информационно-комуникационные технологии для профессиональной деятельности.
Иван, помощь с обучением 8 часов назад
Алена, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Игорь Петрович 10 часов назад
К утру необходимы материалы для защиты диплома - речь и презентация (слайды). Сам диплом готов, пришлю его Вам по запросу!
Иван, помощь с обучением 10 часов назад
Игорь Петрович, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Инкогнито 1 день назад
У меня есть скорректированный и согласованный руководителем, план ВКР. Напишите, пожалуйста, порядок оплаты и реквизиты.
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Инкогнито, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Илья 1 день назад
Здравствуйте) нужен отчет по практике. Практику прохожу в доме-интернате для престарелых и инвалидов. Все четыре задания объединены одним отчетом о проведенных исследованиях. Каждое задание направлено на выполнение одной из его частей. Помогите!
Иван, помощь с обучением 1 день назад
Илья, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Alina 2 дня назад
Педагогическая практика, 4 семестр, Направление: ППО Во время прохождения практики Вы: получите представления об основных видах профессиональной психолого-педагогической деятельности; разовьёте навыки использования современных методов и технологий организации образовательной работы с детьми младшего школьного возраста; научитесь выстраивать взаимодействие со всеми участниками образовательного процесса.
Иван, помощь с обучением 2 дня назад
Alina, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Влад 3 дня назад
Здравствуйте. Только поступил! Операционная деятельность в логистике. Так же получается 10 - 11 класс заканчивать. То-есть 2 года 11 месяцев. Сколько будет стоить семестр закончить?
Иван, помощь с обучением 3 дня назад
Влад, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Полина 3 дня назад
Требуется выполнить 3 работы по предмету "Психология ФКиС" за 3 курс
Иван, помощь с обучением 3 дня назад
Полина, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Инкогнито 4 дня назад
Здравствуйте. Нужно написать диплом в короткие сроки. На тему Анализ финансового состояния предприятия. С материалами для защиты. Сколько будет стоить?
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Инкогнито, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Студент 4 дня назад
Нужно сделать отчёт по практике преддипломной, дальше по ней уже нудно будет сделать вкр. Все данные и все по производству имеется
Иван, помощь с обучением 4 дня назад
Студент, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Олег 5 дня назад
Преддипломная практика и ВКР. Проходила практика на заводе, который занимается производством электроизоляционных материалов и изделий из них. В должности менеджера отдела сбыта, а также занимался продвижением продукции в интернете. Также , эту работу надо связать с темой ВКР "РАЗРАБОТКА СТРАТЕГИИ ПРОЕКТА В СФЕРЕ ИТ".
Иван, помощь с обучением 5 дня назад
Олег, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Анна 5 дня назад
сколько стоит вступительные экзамены русский , математика, информатика и какие условия?
Иван, помощь с обучением 5 дня назад
Анна, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Владимир Иванович 5 дня назад
Хочу закрыть все долги до 1 числа также вкр + диплом. Факультет информационных технологий.
Иван, помощь с обучением 5 дня назад
Владимир Иванович, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Василий 6 дней назад
сколько будет стоить полностью закрыть сессию .туда входят Информационные технологий (Контрольная работа, 3 лабораторных работ, Экзаменационный тест ), Русский язык и культура речи (практические задания) , Начертательная геометрия ( 3 задачи и атестационный тест ), Тайм менеджмент ( 4 практических задания , итоговый тест)
Иван, помощь с обучением 6 дней назад
Василий, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф
Марк неделю назад
Нужно сделать 2 задания и 1 итоговый тест по Иностранный язык 2, 4 практических задания и 1 итоговый тест Исследования рынка, 4 практических задания и 1 итоговый тест Менеджмент, 1 практическое задание Проектная деятельность (практикум) 1, 3 практических задания Проектная деятельность (практикум) 2, 1 итоговый тест Проектная деятельность (практикум) 3, 1 практическое задание и 1 итоговый тест Проектная деятельность 1, 3 практических задания и 1 итоговый тест Проектная деятельность 2, 2 практических заданий и 1 итоговый тест Проектная деятельность 3, 2 практических задания Экономико-правовое сопровождение бизнеса какое время займет и стоимость?
Иван, помощь с обучением неделю назад
Марк, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@дцо.рф