Выпрямитель трехфазный двухтактный

Федеральное агентство по науке и образованию РФ

Омский Государственный Технический Университет

Энергетический институт

Кафедра ЭсПП (секция ПЭ)

Курсовой проект

по дисциплине «Основы преобразовательной техники»

на тему «Проектирование трехфазного двухтактного выпрямителя с емкостным фильтром»

Выполнил:

Студент гр. ПЭ - 415

Солотюшин А.С.

Проверил:

Чугулев А.О.

Омск – 2009

Федеральное агентство по науке и образованию РФ

Омский Государственный Технический Университет

Энергетический институт

Кафедра ЭсПП (секция ПЭ)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

НА ТЕМУ

«Проектирование трехфазного двухтактного выпрямителя с емкостным фильтром»

Руководитель проекта:

Чугулев А.О.

Разработал:

студент гр. ПЭ – 415

Солотюшин А.С.

Омск - 2009

Федеральное агентство по науке и образованию РФ

Омский Государственный Технический Университет

Энергетический институт

Кафедра ЭсПП (секция ПЭ)

ЗАДАНИЕ

Курсовой проект по курсу: Основы преобразовательной техники

Студент группы ПЭ-415 тов. Солотюшин А.С.

2008/2009 учебный год

Тема курсового проекта: Проектирование трехфазного двухтактного выпрямителя с емкостным фильтром

Исходные данные: Напряжение сети 380В, частота сетевого напряжения 50 Гц. Коэффициент трансформации трансформатора к=1. Максимальный коэффициент пульсаций 0.015. Сопротивление нагрузки R=24 Ом.

Содержание проекта: пояснительная записка

Разделы пояснительной записки:

Описание схемы, расчет параметров выпрямителя, результаты симуляции.

Основная рекомендуемая литература

Специальная и учебная техническая литература, Интернет.

Руководитель проектирования Чугулев А.О.

Зав. Кафедрой Бубнов А.В.

Студент Солотюшин А.С.

Дата выдачи: 18.02.2009

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение………………………………………………………………………4

2. Описание схемы……………………...……………………………………….4

3. Расчет выпрямителя...……………………………………………………….. 6

4. Временные диаграммы……………………………………………………….8

5. Литература…………………………………………………………………...12

ВВЕДЕНИЕ

Схема трехфазного двухтактного выпрямителя часто называется схе­мой Ларионова. Выпрямитель, построенный по данной схеме, состоит из трехфазного двухобмоточного преобразовательного трансформа­тора, вторичные обмотки которого соединяются в звезду или тре­угольник, и двух групп диодов: анодной и катодной, каждая из кото­рых имеет по три диода. Диоды анодной и катодной групп образуют трехфазный мост. Положительным полюсом является общая точка катодной, а отрицательным полюсом – анодной групп диодов.

ОПИСАНИЕ СХЕМЫ

Рисунок 1 – Принципиальная схема трехфазного двухтактного выпрямителя с емкостным фильтром

В мостовой шестипульсовой схеме выпрямителя (рисунок 1) ток Id одновременно проводят два диода: один в анодной группе, потенциал катода которого минимален, другой в катодной группе, потенциал анода которого максимален относительно нулевой точки вторичной обмотки трансформатора. На интервале между точками 1 и 2 ток проводят диоды VD6 и VD1, на интервале 2-3 – VD1 и VD2, на интервале 3-4 — VD2 и VD3 и т. д. В результате на выходе формируется выпрямленное напряжение u_d, мгновенные значения которого равны на соответствующих интерва­лах линейным напряжениям u_ab (интервал 1-2, показано стрелками), u_ac, u_bc, u_ba и т. д. Кривая u_d имеет шесть пульсаций за один период питающего напряжения. Ток диода имеет форму, близкую к прямо­угольной со средней высотой прямоугольника I_d, и длительностью 2π/3=120 эл. град. Обратное напряжение диодов формируется линейными напряжениями. Токи в обмотках трансформатора имеют прямоугольную форму, симметричную в положительный и отрицательный полупериоды.

Рисунок 2 – Временные диаграммы работы схемы

РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Из условия к_тр=1 следует равенство

Среднее значение выпрямленного напряжения

Ток нагрузки

Номинальный ток диода

Максимальное обратное напряжение диода

Расчетная (типовая) мощность трансформатора

Исходя из расчетов производим выбор диодов с максимальным обратным напряжением не менее 600В и номинальным током 10А

Данным параметрам удовлетворяет диод марки D1N3490

Из условия к_пвых=0.015 производим расчет емкости конденсатора для С-фильтра

Из стандартного ряда номинальных емкостей выбираем конденсатор

Рисунок 3 – Схема моделирования работы выпрямителя в САПР P-Spice

ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ

Рисунок 4 – Диаграмма выпрямленного напряжения (без использования фильтра).

Рисунок 5 – Диаграмма обратного напряжения на вентиле (без использования фильтра).

Полученное экспериментально значение полностью соответствует расчетному

Рисунок 6 – Диаграмма тока через вентиль (без использования фильтра).

Рисунок 7 – Диаграмма выпрямленного напряжения.

Полученный коэффициент пульсаций на выходе схемы полностью удовлетворяет условию.

Рисунок 8 – Диаграмма обратного напряжения на вентиле.

Рисунок 9 – Диаграмма тока через вентиль.

Рисунок 10 – Диаграмма тока через конденсатор.

ЛИТЕРАТУРА

1. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. – М.: Издательский дом «Додека-ХХ», 2005. – 528 с.

2. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учеб. для вузов. – М.: Высш. школа, 1982. – 496 с., ил.

3. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. – М.: Транспорт, 1999. – 464 с.

4. China Electronics Market [Electronic resource]. – Electronic data. – Hangzhou, cop. 2009. – Mode acess : http://www.seekic.com/