курс.по Костюку готовый Сухин

Министерство образования Российской Федерации

Омского Государственного Технического Университета

Кафедра ЭсПП Секция ПЭ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Однофазный однотактный двухполупериодный выпрямитель.

Выполнил: студент гр.ПЭ-415

Сухин С.Н.

Проверил: преподаватель

Чугулёв А.О.

ОМСК 2009

СОДЕРЖАНИЕ.

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

4. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ В P-Spice.

6. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ СПРАВОЧНИКА.

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ

Преобразовательная техника – это раздел электротехники, предметом которого является изучение силовых полупроводниковых преобразователей электрической энергии.

Основной особенностью принципа действия устройств является ключевой режим работы силовых элементов, в качестве которых используются диоды, транзисторы, тиристоры.

К основным типам полупроводниковых преобразователей относятся:

- неуправляемые и выпрямляемые выпрямители, ведомые сетью инверторы;

- импульсные преобразователи постоянного и переменного напряжения;

- автономные инверторы;

- преобразователи частоты, числа фаз и т.д.

Устройства силовой электроники широко используется в промышленности, энергетике, на транспорте. Основными областями применения преобразователей являются регулируемый электропривод постоянного и переменного тока, источника для питания электротехнологических установок, источники бесперебойного питания, стабилизаторы постоянного и переменного напряжения.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Выпрямитель - это устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное.      Структурная схема выпрямителя (рис.1) содержит следующие основные функциональные элементы:      Тр - трансформатор, предназначен для согласования входного и выходного напряжений выпрямителя по величине, а также для обеспечения электрической развязки питающей сети от нагрузки;      В - блок вентилей, осуществляет собственно функцию выпрямления, преобразуя переменное напряжение в пульсирующее;      Ф - сглаживающий фильтр, предназначен для выделения постоянной составляющей выпрямленного напряжения;

Рис.1

При работе выпрямителя на нагрузку с емкостным характером имеют место два интервала постоянства структуры схемы: на одном (когда один из диодов открыт) напряжение вторичной обмотки трансформатора прикладывается к нагрузке, конденсатор заряжается; на другом (оба диода заперты) конденсатор разряжается через нагрузку. Условие отпирания диода (например, VD1): u_VD1 = u₂₁-u_C >0.

Фильтрующие свойства конденсатора улучшаются с уменьшением нагрузки выпрямителя, т. к. при этом возрастает постоянная времени τ = R_d*C_d. В пределе при C_d→ ∞ напряжение на нагрузке u_d = U_d = U_2m.

Схема однотактного двухполупериодного выпрямителя.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Однофазный однотактный двухполупериодный выпрямитель.

Rн=70 Ом, Kп(max)=0.07, тип фильтра – емкостной.

Принципиальная схема однофазного двухполупериодного выпрямителя.

V1 – входное напряжение().

X1 –преобразовательный трансформатор, с коэффициентом трансформации Kт=1.

VD1,VD2 – первый, второй диоды.

С –конденсатор (ёмкость).

R_d – нагрузка

U₁=220B.

4. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1. Расчёт напряжений и токов в выпрямителе:

U₂=U₁/n=220B

U_d=0.9U₂=198B

I_d=U_d/R_d=2.83A

Ток через вентиль:

Ia₀= I_d/2=1.41A

ia_0max= I_d =2.83A

Обратное напряжение на диоде:

Ua=2 U_d=396 B

u_{a max}= 2 Ua=560B *

2. Расчёт типовой мощности трансформатора:

I₂= (π/4)*I_d=2.22A

I_2m= 2 U₂/R_d= 4.44A *

I_1m= I_2m/ Kт = 4.44A

I₁= I_1m/ 2 =3.14A *

S₁=U₁*I₁=220*3.14=690.8 Вт

S₂= 2U₂*I₂=2*220*2.22=976.8 Вт

S_тип=(S₁+S₂)/2=833.8 Вт

3. Расчёт параметров фильтра для обеспечения необходимого коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения:

где число фаз выпрямления, p – число фазных обмоток вторичной цепи трансформатора (p=2), q =1 для однотактных схем.

K_СГ=K_Пвх/K_П(мах)=0,67/0,07=9,57

(рад/с).

f=50 Гц.

K_П(мах)=1/(mωR_dC)

C=1/( K_П(мах) mωR_d)=325 mkФ

5. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ В P-Spice

Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя:

Напряжения на вторичных обмотках трансформатора:

Напряжение на нагрузке:

Ток через первый диод:

Обратное напряжение на первом диоде:

Ток через ёмкость(конденсатор):

Ток через нагрузку:

6. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ СПРАВОЧНИКА

Исходя из снятых зависимостей напряжений и токов на диодах, соответственно выбираем вентили (КД203А) со следующими параметрами:

	Паспортные данные	Установочные пар-ры
	600 B	425 B
	10 A	21 A

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Программа P-Spice позволяет построить модель однофазного двухполупериодного выпрямителя с заданными параметрами, снять зависимости, необходимые для выбора силовых элементов. Проведя работу в этой программе, мы убедились в правильности работы «Однофазного двухполупериодного выпрямителя»(по временным диаграммам). Сняли зависимости напряжений и токов на диодах, конденсаторе и нагрузке.

Список литературы.

1. «Основы преобразовательной техники» Костюк В.А.,Чугулёв А.О.

Курс лекций. Омск 2001

2. Справочник “Диоды”. М.,1990.

3. Полупроводниковые приборы: диоды, стабилитроны, тиристоры

Справочник/А. Б. Гитцевич, В. В. Мокряков, А. А. Зайцев и др.

Под ред. А. В. Голомедова.- М.: КУбК-а, 1994. – 528 с., ил.