Постоянного тока с дозированной передачей энергии

 

Расчет проводится в соответствии с методикой, изложенной в [9].

Исходными данными для расчета являются:

- номинальное среднее значение выходного напряжения

- номинальная мощность нагрузки

, - диапазон изменения входного напряжения

- коэффициент пульсации напряжения на нагрузке

Для рассматриваемого ниже примера полагаем:

Схема тиристорного регулятора с дозированной передачей энергии в нагрузку приведена на рисунке П5.

Рис. П5

На практике для тиристоров общего назначения максимальная частота коммутаций обычно не превышает () кГц.

Для высокочастотных тиристоров принимаем Гц.

С учетом принятого значения максимальной частоты коммутации емкость коммутирующего конденсатора рассчитывается по формуле:

Напряжение на коммутирующем конденсаторе при этом будет равно

С учетом полученных значений напряжения и емкости выбираем для конденсатор типа К72-9-200В-2.2мкФ в количестве 17шт. При этом суммарная емкость группы конденсаторов будет равна

Полагая, что в качестве ключей будут использованы тиристоры серии ТЧ, у которых время восстановления запирающих свойств составляет порядка

Принимая коэффициент запаса , определим значение индуктивности реактора

Для нормальной работы регулятора необходимо обеспечить прерывистый ток в коммутирующем контуре. В режиме прерывистого тока должно выполняться неравенство

Для рассчитанных параметров условие выполняется. Для коммутирующей пары тиристоров рабочая частота будет в два раза меньше максимальной, т.е.

Максимальное значение тока реактора найдем из следующего соотношения

При этом действующее значение тока реактора при номинальном режиме равно

Среднее значение тока реактора при номинальном режиме

Максимальное значение напряжения на реакторе

Для выбора полупроводниковых приборов определим максимальные и средние значения токов тиристоров и диода, а также максимальные напряжения, возникающие в них.

Максимальное значение токов тиристоров VS1-VS4 при номинальной нагрузке

Среднее значение токов тиристоров VS1-VS4 при номинальной нагрузке

Максимальное значение тока диода VD при номинальной нагрузке

Среднее значение тока диода VD при номинальной нагрузке

Максимальное значение на тиристорах VS1-VS4

Максимальное значение напряжения на диоде VD

С учетом рассчитанных токов и напряжений выбираем тиристоры типа ТЧ25-3-63 и диод типа Д4 151-100-7-572.

Для выбранных приборов определим падение напряжения в проводящем состоянии и найдем квазистатические потери мощности в них.

Падение напряжения на включенном тиристоре

Падение напряжения на диоде

Квазистатические потери мощности в тиристоре

 

Квазистатические потери мощности в диоде

Для обеспечения заданного коэффициента пульсации выходного напряжения емкость конденсатора выходного фильтра должна иметь следующее значение

С учетом того, что напряжение на конденсаторе Uc=Uн=27В, выбираем электролитический конденсатор типа K-50-37-40В-47000мкФ.

Определим конструктивные параметры и обмоточные данные реактора. Для реактора используется катушка без стали (рис. П6). Оптимальным с точки массо-габаритных показателей является катушка с отношением D=3A.

Рис. П6

Полагается, что допустимая температура нагрева провода обмотки составляет

а допустимого перегрева

Обмотка выполняется из медного провода с квадратным сечением, имеющего:

удельное сопротивление при 20

Температурный коэффициент сопротивления меди равен

Удельное сопротивление при допустимой температуре будет равно

Найдем ширину квадратного обмоточного окна.

С учетом соотношения D=3A найдем средний диаметр катушки

Для создания необходимой индуктивности число витков катушки должно быть равно:

Определим сечение провода

Обмотка выполняется двойным проводом ПЭТВП прямоугольного сечения 3,55x7,1 мм.

 

Оглавление

Введение …………………………………………………………..……3

1. Выбор типа силовых полупроводниковых приборов ……..…5