Дипломдық ЖҰмыс 5В071900 «Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар»

жүктеу/скачать 7.46 Mb.

бет	6/9
Дата	27.11.2022
өлшемі	7.46 Mb.
	#465844
түрі	Диплом

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Шерхан жұмыс 2 (2)

2.3 Разряд құрылғыны есептеу
2.4 Қорғау автоматтарын таңдау
3 Үздіксіз қуат көзін модельдеу 3.1 UPS модельдеу моделінің сипаттамасы

W  W U  ³⁴¹1  241 орам.
1 0 1max ₂

(2.11)

Екінші орамдағы бұрылыстар саны:

W₂ W₀U₂1 220  220 орам.

(2.12)

Орам сымдарының диаметрлері [11, 18, 19]:

d  ⁴^^I¹ ⁴^^49,3 3,54 мм,
¹   3,14  5

(2.13)

Біз оқшаулаудағы сымның диаметрі 1,92 мм, жалпы диаметрі 3,84 мм болатын 2 ПЭВ-2 сымын таңдаймыз.

d  ⁴^^I² ⁴^²⁶ 2,57 мм.
²   3,14  5

(2.14)

Біз оқшаулаудағы сымның диаметрі 1,41 мм, жалпы диаметрі 2,82 мм болатын 2 ПЭВ-2 сымын таңдаймыз.
2.3 Разряд құрылғыны есептеу

2.6-суретте күшейткіш типті тікелей тұрақты кернеу түрлендіргіші [5,12,13,20] негізіндегі разряд құрылғысының (RU) схемасы келтірілген.

Сурет 2.6. Разрядтау құрылғысының схемасы

Тұрақты режимде uu кернеуін басқаратын γT ашық күй интервалында L1 дроссель қуат көзіне қосылған. Vd1 диоды C1 конденсатор кернеуінің әсерінен жабық, оның кернеуі жүктемеге де қолданылады.

Дроссельдегі кернеу AB кернеуіне тең, ал ондағы ток сызықтық заңға сәйкес ILmin-ден ILmax-қа дейін 2δi мәніне өзгереді.

2I  I  I  ^U^АБ  T.
L L max L min _L

(2.15)

(1 – γ)t интервалында транзистор жабылып, дроссельде сақталған энергия конденсаторға және ашылған диод арқылы жүктемеге жіберіледі. Дроссельдегі Ток сызықтық заңға сәйкес төмендейді және оған кіріс және шығыс кернеулерінің айырмашылығы қолданылады.

Егер дроссельдегі кернеудің тұрақты компоненті еленбесе, онда өрнек жасауға болады [12]:

^Uвх^^^^T^^Uвых^^Uвх¹^^ ^^T^.

(2.16)

Транзисторға қолданылатын максималды кернеу

UVT = 341 в.
Транзистордың коллекторлық тогының амплитудасы дроссель тогының максималды мәніне тең [12]:

U   T 100  0,58 10^⁴
I_VT_max I_н ^АБ ^max ^m  41,8  _ 90 А.
2  L 2  0,06 10 ³

(2.17)

Параметрлермен IXGE200N60B IGBT транзисторын таңдаңыз:

U_кэ = 600 В; I_к = 160 А; U_зэ = 20 В; I_к0 = 200 мкА; t_вкл = 60 ⋅ 10^-9;
t_выкл = 200⋅10^-9; Q_з = 350 нКл; С_iss = 680 пФ = 680⋅ 10^-12 Ф;
R_кэ = 2,7⋅10^-3 Ом.

Статикалық шығындар [14]:

P  I ²  R    90²  2,7 10^³  0,58 12,7 Вт.
ст к max кэ

(2.18)

Динамикалық шығындарды азайту үшін біз LCD тізбегін қолданамыз

L₂ – VD2 – C₂.
L2 индуктивтілігі vd1 диодының құлыптау қасиеттерін қалпына келтіру кезінде қосылған кезде транзистордың импульстік тогының деңгейіндегі токтың шектелу жағдайынан есептеледі.

U  t 341 0,05 10^⁶ _₆
L₂^d^max^восст  0,18 10 Гн.
I_к90

(2.19)

Мұндай индуктивтілікті байланыстырушы сымдар қамтамасыз етеді, сондықтан L2 дросселін орнату қажет емес.

Айнымалы ток желісі ажыратылған кезде немесе ол рұқсат етілген ең төменгі деңгейдегі кернеуден төмендеген кезде күшейткіш түрлендіргіш іске қосылуы керек болғандықтан, іске қосу желінің күйін бақылау блогынан Uсинх сигналы бойынша жүргізілуі керек. IGBT транзисторын басқару үшін ix2127 драйверін қолданамыз – параметрлері бар IGBT транзисторларының жоғарғы кілтінің жоғары вольтты драйвері: V_offset = 600 В; I_on/I_off = 250 мА/450 мА; t_on = 100⋅10^-9 c; t_off = 73⋅10^-9 c. [8, 10, 20]. Күшейткіш түрлендіргіштің схемасы 2.7 суретте көрсетілген.

Сурет 2.7. Күшейткіш түрлендіргіш схемасы

2.4 Қорғау автоматтарын таңдау

Типтік байланыс торабының электрмен жабдықтау схемасындағы QF 3 – 4 ажыратқыштары (№1 қосымша) P1.8 кестесінің деректері бойынша кернеудің номиналды мәні, il желісінің сызықтық тогы және 1,5 ⋅ il шамадан тыс жүктеме шарттары бойынша таңдалады [31].

Байланыс түйініндегі барлық тұтынушылардың жалпы қуаты ЅПот = 31006 ВА құрайды, сондықтан "нөлдік Шығыс жұлдызы" трансформаторының қайталама орамаларын қосу схемасы үшін тұтыну тогы:

I  ^S^Пот ³¹⁰⁰⁶ 47 А.
^Л 3 U 3  220
Ф

(2.20)

Ажыратқыштың номиналды тогы келесі шартты ескере отырып, өрнек бойынша таңдалады [23, 31, 59]:

I_Ном_._Авт_.1,5  I_Л1,5  47  71 А.

(2.21)

Таңдаймыз-кесте бойынша П1.8 [31] кіріспе автоматты ажыратқыш ВА 47-100 (С) үш полюсті тогымен ажырату 80 А фирмасының EKF.

Ажыратқыштың параметрлерін қысқа тұйықталу тогының жиілігімен тексеріңіз. 3.9 [31] тармағына сәйкес фазалық сымның толық кедергісі:

Z_П R_Ф l_Ф· R_Каб 0,11,16  0,116 Ом.

(2.22)

50 кВт қуаты бар трансформатордың кедергісі 3.1 кестесіне сәйкес таңдалады [31]:

ZТ = 0,52 Ом.
Фазалық өткізгіш пен бейтарап арасындағы қысқа тұйықталу тогы (шамамен):

I  ^U^Ф ²²⁰ 346 А.
^КФ Z  Z 0,116  0,52
П Т

(2.23)

I_КФ мәні ажыратқыштың номиналды тогынан төрт есе көп (80 А). Бұл қысқа тұйықталу жағдайында қорғау автоматының сенімді іске қосылуын растайды және 3.2 [31] кестесінен нөлденуі бар (кемінде үш есе) желілердегі қысқа тұйықталу тогының еселігі бойынша шартты қанағаттандырады.
Типтік байланыс торабын электрмен жабдықтау схемасында (№1 қосымша) QF 5 – 10 Автоматты ажыратқыштарын кернеудің, Инаг жүктеме тогының номиналды мәндері, 1,5 ⋅ ІНаг және П1.8 кестесінің деректері бойынша селективтілікті ескере отырып таңдаймыз [31].
Байланыс түйініндегі жалпы экономикалық қажеттіліктердің жалпы қуаты ЅХН = 11000 ВА құрайды, сондықтан Электрмен жабдықтаудың үш фазалы схемасы үшін тұтыну тогы:

I  ^S^ХН ¹¹⁰⁰⁰ 17 А.
^ХН 3 U 3  220
Ф

(2.24)

Автоматты ажыратқыштың номиналды тогы Q 5-7 келесі шартты ескере отырып, өрнек бойынша таңдалады [31]:

I_Авт_.ХН1,5  I_ХН1,5 17  26 А.

(2.25)

Таңдаймыз-кесте бойынша П1.8 [31] автоматты ажыратқыш астында жалпы шаруашылық қажеттіліктеріне ВА 47-100 (С) трехполюсный тогымен ажырату 32 " А " фирмасының EKF.

Байланыс торабындағы ауа баптау және желдету және авариялық жарықтандыру жүйесінің толық қуаты ЅКАО = ЅК + ЅАО = 5100 +1100=
= 6200 ВА, сондықтан бір фазалы электр тізбегі үшін тұтыну тогы:

I  ^S^КАО ⁶²⁰⁰ 28 А.
^КАО U 220
Ф

(2.26)

Автоматты ажыратқыштың номиналды тогы Q 8 келесі шартты ескере отырып, өрнек бойынша таңдалады [31]:

I_Авт_.КАО1,5 I_КАО1,5 28  42 А.

(2.27)

Байланыс түйініндегі тұрақты ток электрмен жабдықтау жүйесінің жалпы қуаты ЅВ = 6500 ВА құрайды, сондықтан бір фазалы электрмен жабдықтау схемасы үшін тұтыну тогы:

I  ^S^В ⁶⁵⁰⁰ 30 А.
^В U 220
Ф

(2.28)

Автоматты ажыратқыштың номиналды тогы Q 9 келесі шартты ескере отырып, өрнек бойынша таңдалады [31]:

I_Авт_.В1,5  I_В1,5  30  45 А.

(2.29)

Байланыс түйініндегі айнымалы токтың үздіксіз қуат жүйесінің жалпы қуаты ЅИБП = 8350 ВА құрайды, сондықтан бір фазалы электр тізбегі үшін тұтыну тогы:

I  ^S^ИБП ⁸³⁵⁰ 38 А.
^ИБП U 220
Ф

(2.30)

Автоматты ажыратқыштың номиналды тогы Q 10 келесі шартты ескере отырып, өрнек бойынша таңдалады [31]:

I_Авт_.ИБП1,5 I_ИБП1,5 38  57 А.

(2.31)

Біз P1.8 кестесіне сәйкес таңдаймыз [31] Q 8 – 10 va 47-100 (C) үш полюсті Ажыратқышты 63 a ekf өшіру тогымен таңдаймыз.

3 Үздіксіз қуат көзін модельдеу

3.1 UPS модельдеу моделінің сипаттамасы

Есептелген ИБП-ның жұмыс қабілеттілігін бағалау және тексеру үшін есептеу бөлігінде көрсетілген схема мен параметрлерге сәйкес үздіксіз қоректендірудің виртуалды көзінің схемасын құрамыз және оны MatLab жүйесінде модельдейміз [70, 71, 72]. Негізгі схема 1-суретте көрсетілген және өлшеу құралдары мен қосалқы блоктарды қамтиды.

Сурет 3.1. Модельдеудің негізгі схемасы әрі қарай негізгі схеманың элементтерін егжей-тегжейлі қарастырамыз

Модельдеудің негізгі схемасы әрі қарай негізгі схеманың элементтерін егжей-тегжейлі қарастырамыз:

әмбебап көпір блогы (Universal Bridge). Әр түрлі жартылай өткізгіш қуат элементтерінде бір фазалы және үш фазалы көпір тізбектерін жасауға мүмкіндік береді: тиристорлар, биполярлы транзисторлар, кері диоды бар және онсыз оқшауланған қақпасы бар өріс транзисторлары (MOSFET, NFET), кері диоды бар оқшауланған қақпасы бар биполярлы транзисторлар (IGBT), қуат диодтары. Блоктың негізгі параметрлері-элементтің ашық арнасының кедергісі, қосу уақыты, сыйымдылық және жабдықтау тізбегінің кедергісі;
синусоидальды емес периодты сигналдың амплитудасы мен фазасының бөлінуімен гармоникалық компоненттерге ыдырау блогы. Айнымалы Токтар мен кернеулердің амплитудасы мен фазасын өлшеу үшін қолданылады;
синусоидальды емес периодты токтың немесе кернеудің тиімді (әрекет ететін) мәнін өлшеу блогы;
токтарды өлшеуге арналған амперметр блогы;
кернеуді өлшеуге арналған вольтметр блогы;
мультиметр блогы - әртүрлі электрлік шамаларды өлшеуге мүмкіндік береді. Біздің модельде өлшеу үшін қолданылады инвертор транзисторларындағы токтың амплитудасы және токтың белсенді мәні. Өлшеу нәтижелерін графикалық түрде көрсетуге мүмкіндік береді;
блок дисплей-сандық түрде өлшенетін шамаларды көзбен көруге мүмкіндік береді;
блок-осциллограф, жазбада және нақты уақытта сигналдың пішіні мен өзгеруін байқауға мүмкіндік береді. Бірнеше кірісі бар;
синусоидалы кернеу генераторы;
қарастырылған блоктар типтік болып табылады.
типтік элементтерден тұратын қосалқы блоктарды қарастырыңыз:
симметриялық алгоритмі бар инвертор контроллері;
асимметриялық алгоритмі бар инвертор контроллері;
бұл блок тікелей көтеруші типті түрлендіргіш (НПТ) болып табылады;
шығыс LC сүзгісі (белсенді индуктивті сыйымдылық RLC сүзгісі);
әр қосалқы блоктың ішкі схемасын қарастырыңыз.

ЖЗҚ блогы 3.2-суретте көрсетілген келесі қосалқы жүйеден тұрады.

Сурет 3.2. ЖЗҚ қосалқы жүйесі оның құрамына мыналар кіреді:

Кері диоды бар IGBT Транзисторы, осциллографтар кіріс және шығыс токтың өзгеруін көрсету үшін амперметрлер мен вольтметр, кіріс индуктивтілігі, Шығыс сыйымдылығы, диод.

NPPT блогы инвертордың кіреберісіндегі 72 в батареядан 310-349 вольтқа дейін кернеуді арттыруға арналған. Блокта бекітілген ұңғыма қолданылады, яғни транзисторды қосу мен өшірудің қатаң белгіленген салыстырмалы ұзақтығы. Сондықтан бұл блок реттелмейді.
Симметриялық басқару алгоритмі бар инвертор контроллерінің блогы 3.3-суретте көрсетілген келесі қосалқы жүйеден тұрады.

Сурет 3.3. Симметриялық басқарудың қосалқы жүйесі

Бұл блок симметриялы заңға сәйкес басқарылатын инвертор контроллері болып табылады. Симметриялық басқаруда көпірдің барлық транзисторлары ауысу күйінде болады. Яғни импульстар жұп-диагональды транзисторлар ашылатын етіп қалыптасады. Сонымен қатар, симметриялы заңға сәйкес басқарылатын инвертордың шығысындағы кернеу биполярлық сигналды білдіреді. Блокқа транзисторларды басқару сигналдарын бақылау үшін осциллографтар кіреді:

шығу сигналының амплитудасын, жиілігін, енін және импульстардың кідірісін анықтау мүмкіндігі бар аралық кернеу генераторы;
аралық және синусоидалы сигналдардан басқару импульстарының негізгі уақыт аралықтарын қалыптастыру үшін компаратор функциясын жүзеге асыратын қосқыш;
реттелетін сезімталдық аймағы бар Реле және оң және теріс шығыс сигналының белгіленген мәні;
логикалық элемент емес (инверсия);
деректер түрлерін double түріне түрлендіргіш;
сигналдарды беру және тарату мультиплексорлық шинасы басқару.

Асимметриялық басқару алгоритмі бар инвертор контроллерінің блогы.

Сурет 3.4. – Субсистема несимметричного басқару

Бұл блок асимметриялық заңға сәйкес басқарылатын инвертор контроллері болып табылады. Асимметриялық басқару кезінде инвертордың шығысында бірполярлы кернеу болады. Басқару келесідей: көпірдің бір иығындағы транзисторлардың жұбы ауысады, екінші иықта транзисторлардың бірі үнемі ашық, екіншісі үнемі жабық. Кіріс сигналының полярлығын өзгерткен кезде жұптар өзгереді.

компаратор;
тұрақты кернеу блогы.

LC – сүзгі блогы 3.5-суретте көрсетілген келесі қосалқы жүйеден тұрады.

Сурет 3.5. LC сүзгісінің ішкі жүйесі

Бұл блок - белсенді кедергісі бар индуктивтілік пен сыйымдылықты қамтитын композициядағы Шығыс сүзгісі. Сүзгі параметрлері есептеу бөлігінде есептелген.

Жүктеме блогы (Load) 3.6 суретте көрсетілген сүзгіден кейінгі белсенді индуктивті жүктеме эквиваленті болып табылады.

Сурет 3.6. Белсенді индуктивті жүктеме блогы

жүктеу/скачать 7.46 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9