Основы начертательной геометрии Метрические задачи Электротехника Математика Информатика

Курсовая работа Расчет электрической цепи постоянного и переменного тока

Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой

Схема трёхфазного выпрямителя с нулевой точкой изображена на рисунке 7.5. Для её реализации необходимо наличие трёхфазного источника питания с нейтралью. В качестве последнего чаще всего используют вентильный трансформатор, у которого вторичная обмотка соединена звездой с выведенной нейтральной (нулевой) точкой. Полярность диодов в схеме можно изменять на противоположную. При этом меняется и полярность напряжения на нагрузке RH.

Рисунок 7.5 – Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой

На рисунке 7.6 приведены временные диаграммы, поясняющие работу схемы. Из временных диаграмм видно, что диоды работают в схеме поочередно. Для полярности включения диодов, изображённой на рисунке 7.5, в любой момент времени ток проводит только один диод, анод которого имеет более положительный потенциал по отношению к общим катодам. Длительность проводящего состояния каждого диода (угол проводимости вентилей) составляет третью часть периода сетевого напряжения. Ток нагрузки выпрямителя формируется токами трех вентилей. Частота пульсации этого тока в три раза выше частоты трёхфазной сети, поэтому данная схема считается трёхпульсовой.

Переход тока с вентиля на вентиль (коммутация) происходит в моменты времени, соответствующие точкам пересечения синусоид фазных напряжений ua, ub, uc, которые являются моментами естественной коммутации диодов (точки k, l, m, n на временной диаграмме, изображённой на рисунке 7.6). Проводим анализ схемы При анализе работы многих электротехнических устройств приходится иметь дело со сложными электрическими цепями, схемы замещения которых содержат как активные так и пассивные элементы.

Кривая выпрямленного напряжения на нагрузке uН может быть получена как огибающая синусоид фазных напряжений вторичной обмотки трехфазного трансформатора. Форма обратного напряжения на вентиле формируется из участков синусоид линейных напряжений (рисунок 7.6).

 Рисунок 7.6 – Временные диаграммы трехфазной нулевой схемы выпрямления: uф – фазные напряжения на входе выпрямителя; iv1, iv2 , iv3 – кривые токов в первом, втором и третьем диодах; uv1, uv2, uv3 – кривые напряжений на первом, втором и третьем диодах; uн, iн – кривые напряжения и тока на нагрузке

 С учетом периодичности кривой выпрямленного напряжения его среднее значение можно определить путем интегрирования кривой uн за треть периода:

 (7.23)

где U2Ф U2ф – действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

Действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке вентильного трансформатора

. (7.24)

Максимальное обратное напряжение равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки вентильного трансформатора:

. (7.25)

Среднее значение тока диода

. (7.26)

Максимальное значение тока диода

. (7.27)

Действующие значения тока вентиля IV и тока вторичной обмотки трансформатора I2

. (7.28)

На практике последовательно с нагрузкой обычно включается сглаживающий дроссель значительной индуктивности, тогда

действующие значения тока вентиля IV и тока вторичной обмотки трансформатора I2:

. (7.29)

Коэффициент трансформации трансформатора

. (7.30)

Действующее значение первичного тока трансформатора, обмотки которого соединены звездой,

. (7.31)

 

1.2. Исходные данные

1.2.1. Для расчета токов КЗ в электроустановках постоянного тока необходимы достоверные данные о параметрах используемого электрооборудования.

1.2.2. Приведенные ниже расчетные методики устанавливают связь параметров электрооборудования с параметрами эквивалентных схем замещения, позволяющую учесть его основные характеристики.

1.3. Схемы замещения

1.3.1. Электрооборудование установок постоянного тока в схемах замещения, соответствующих расчетным схемам, следует учитывать элементами с сосредоточенными параметрами.

1.3.2. Все элементы схемы замещения, кроме элемента, замещающего электрическую дугу, допустимо считать обладающими линейными характеристиками, т.е. их самоиндуктивность и взаимоиндуктивность, коэффициент магнитного рассеяния, а также электрическое сопротивление постоянному и переменному току принимать неизменными, не зависящими от значения тока и напряжения.

1.4. Параметры схем замещения

1.4.1. Параметры схем замещения могут быть выражены как в именованных, так и в относительных единицах. Предпочтительно использование системы именованных единиц.

1.4.2. Параметры элементов схемы замещения следует относить к ступени напряжения сети постоянного тока.

1.4.3. При расчетах токов КЗ в электроустановках, в которых источниками энергии (преобразователями) являются трехфазные вентильные выпрямители, составление схем замещения трехфазных цепей переменного тока, а также определение параметров различных элементов и приведение их к одной ступени напряжения следует производить в соответствии с ГОСТ 27514.

При упрощенных расчетах допустимо источники энергии (преобразователи) в схемах замещения представлять эквивалентными параметрами, косвенно учитывающими параметры схемы и режима питающей сети переменного тока.


На главную