Дипломдық ЖҰмыс 5В071900 «Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар»

Үздіксіз айнымалы ток көзін есептеу

жүктеу/скачать 7.46 Mb.

бет	5/9
Дата	27.11.2022
өлшемі	7.46 Mb.
	#465844
түрі	Диплом

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Шерхан жұмыс 2 (2)

2.1 Электр трансформатор есептеу

2 Үздіксіз айнымалы ток көзін есептеу

Кепілдендірілген электрмен жабдықтау жүйелері (КЭЖЖ) бүгінде кез келген күрделі жүйенің электрмен қоректенуінің міндетті бөлігі болып табылады. Бұл жүйелер элементтерінің бірі-жүйеге қосымша резервтік айнымалы ток көздерін қоспай, біраз уақыт өздігінен жұмыс істеуге мүмкіндік беретін үздіксіз қуат көздері (UPS). 2.1-суретте инверторы бар автономды жүйенің құрылымдық схемасы көрсетілген [5, 12, 14].

Сурет 2.1. ҮҚК құрылымдық схемасы автономды жүйенің негізгі

элементтері

ҮҚК құрылымдық схемасы автономды жүйенің негізгі элементтері:

Қ-қуат беру жүйесі өшірілген кезде Инверторды жүктемеге автоматты түрде қосатын коммутациялық құрылғы;
А-айнымалы ток кернеуі болған кезде батареяларды зарядтау үшін айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіретін түзеткіш;
ЗҚ - зарядтау құрылғысы;
Б - батареялар;
РҚ - разрядты құрылғы, ол кернеу түрлендіргіші болып табылады;
И - инвертор;
ББ - басқару блогы, оған мыналар кіреді.

GPN-аралық кернеу генераторы, Gos-үлгілі синусоидалы генератор, араны салыстыру ком-компараторы және синусоидалар, FI – инвертор кілттерін басқару импульсі, FZ-басқару импульсі арасындағы кідіріс генераторы, BOS – кері байланыс блогы,басқару сигналдарының қуат күшейткіші, БЗ-қорғау блогы, БПСН – өз мұқтаждарын қоректендіру блогы.

С-синусоидальды кернеуді бөлуге арналған төмен жиілікті сүзгі;
Кт - Келісуші (көтеруші) трансформатор;
Ж - жүктеме.

Есептеудің негізгі блоктарын қарастырайық.
Разрядтау құрылғысы (РҚ). Мақсаты-инвертордың кіруіндегі кернеуді ең төменгі қажетті деңгейге дейін арттыру. Бұл 2.2-суретте оның функционалды схемасы көрсетілген кернеу түрлендіргіші [14].

Сурет 2.2. Схема функционалдық ПНПТ

Қарастырылып отырған схемада транзистор екі экстремалды күйдің кез-келгенінде тұрақты бола алмайды - ол барлық уақытта немесе барлық уақытта өшірулі. Транзистордың ашық күйінің ұзақ режимі қуат көзінің қысқа тұйықталу режиміне сәйкес келеді [50, 51, 52].

Тұрақты жұмыс режимінде uu кернеуін басқаратын γΤ транзисторының ашық күй интервалында L1 дроссель қуат көзіне қосылған, VD1 диоды C1 конденсаторының кернеуімен жабылған, оның кернеуі жүктемеге де қолданылады. Дроссельдегі кернеу AB кернеуіне тең, ал ондағы ток сызықтық заңға сәйкес ILmin - ден ILmax-қа 2δіl шамасына өзгереді, өрнекпен анықталады [14]:

(2.1)

(1-γ)Τ диапазонында 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 сіз арақатынас жасай аласыз [12]:

U_вх   (U_вых– U_вх)  (1 –  ) Т.

(2.2)

мұндағы γ-толтыру коэффициенті, кернеуді реттеу үшін өзгеретін немесе бекітілген болуы мүмкін.

Түрлендіргіштің уақыттық диаграммалары 2.3-суретте көрсетілген.

Сурет 2.3. Түрлендіргіш жұмысының уақыт диаграммалары

Біз автономды көпір инверторының схемасын қолданамыз синусоидальды заңға сәйкес униполярлы ендік импульсті модуляция (PWM), ол биполярлы PWM-ге қарағанда жақсы спектрлік құрамға ие, шығу кернеуінің жарты толқынында бірнеше модуляциясы бар [13, 16]. Автономды көпірлі инвертордың схемасы 2.4 суретте көрсетілген [14].

Сурет 2.4. Көпірлі инвертордың функционалдық схемасы

Инвертор кілттерін басқару жүйесінде анықтамалық синусоидалы немесе апроксимациялық синусоидалы сатылы кернеу қолданылады. Бұл кернеу кілттерді ауыстыру үшін сигналдардың импульстік тізбегі пайда болған кезде араны орналастыру кернеуімен салыстырылады. Осының арқасында Шығыс кернеуінің импульсінің ұзақтығы осы аралықтағы анықтамалық кернеудің амплитудасына пропорционал. Реттеудің осы әдісін суреттейтін диаграммалар 2.5-суретте көрсетілген.

Сурет 2.5. Инвертор жұмысының уақыт диаграммалары

Кесте 2.1.

Айнымалы токтың ҮҚК-дан резервтелетін электр жүктемелері

№	Жабдықтың атауы	Саны, (дана)	Жалпы қуаты, (кВт)	Кернеу деңгейі, (В)	Токтың жиынтық күші, (а)	Қуат коэффициенті, (cosφ)
1	Бас Коммутатор	1	2,2	220	10	0,85
2	Аудандық Коммутатор	2	2,2	220	10	0,85
3	Түйіндік Коммутатор	10	0,88	220	4	0,85
4	Күшейткіш	4	0,22	220	1	0,85
Барлығы:		27	5,72	220	26	0,85

Есептеудің маңызды сәттеріне параметрлерді анықтау және қуат транзисторының түрін таңдау жатады. Транзисторды таңдау үшін қажетті параметрлер ашық күйдегі транзистордың тогы және жабық күйдегі транзисторға қолданылатын кернеу болып табылады.

Схемадағы инвертордың тиімділігін арттыру үшін біз IGBT (BTIS) транзисторларын (оқшауланған ысырмасы бар биполярлы транзисторлар – MOSFET буданы және биполярлы транзистор) қолданамыз.
ҮҚК-дан электрмен қоректендіру бойынша резервтелетін байланыс торабының желілік жабдығының электр жүктемелері 2.1-кестеге жинақталған.
Тұрақты токтың электрмен қоректендіру жүйесінен резервтелетін байланыс торабының желілік жабдықтарының электр жүктемелері 2.2-кестеде жинақталған.

Кесте 2.2.

Тұрақты токтың электрмен қоректендіру жүйесінен резервтелетін электр жүктемелері

№	Жабдықтың атауы	Саны, (дана)		Жалпы қуаты, (кВт)		Кернеу деңгейі, (В)		Токтың жиынтық күші, (а)
1	Коммутатор тарату	4		3840		48		80
2	Желілік Коммутатор	10		480		48		10
Барлығы:			14		4320		48	90

Байланыс торабының қосымша электр жүктемелері 2.3-кестеде жинақталған.

Кесте 2.3.

Байланыс торабының қосымша электр жүктемелері

№	Тұтынушының атауы	Толық қуат тұтыну, (кВА)	Кернеу деңгейі, (В)	Қуат коэффициенті, (cosφ)
1	Кондиционерлеу және желдету жүйесі	5,1	220	0,7
2	Жалпы шаруашылық қажеттіліктер	11	220	0,8
3	Төтенше жарықтандыру	1,1	220	1

Тұтыну қуаты, айнымалы токтың үздіксіз қуат жүйесінің жүктемесі формула бойынша анықталады:

Р_Н U_Н I_Н 220  26  5720 Вт.

(2.3)

UPS шығыс қуатын (3.3) өрнегі арқылы табамыз [7]:

_S_k_ k_И Р_Н_1, 2 1 5720 _₈₀₇₅_ВА,
шығ

(2.4)

мұндағы РН-жүктемені тұтынудың ең жоғары қуаты (белсенді), Вт; ψН-жүктеме қуатының коэффициенті; kα-жүктеменің іске қосу тогының ұлғаю коэффициенті; кИ-орташа жүктеме коэффициенті.

UPS кіріс қуатын (3.4) қатынасы арқылы бағалаңыз [7]:

S  ^P^ҮҚК^^Р^ҮҚК ⁵⁷²⁰^⁶⁶⁰ 83339  83350 ВА,
^ВхҮҰК   0,85  0,9

(2.5)

0,85 0,9 қарқынды вхибп дәнекерлеу.

ИБП ИБП (2.1.5)
мұндағы ψ_ИБП = 0,85-UPS қуат коэффициенті; η_ИБП = 0,9-ИБП пайдалы әсер коэффициенті; Рзар ≈ 0,1 ⋅ РИБПмах = 0,1 ⋅ 6600 = 660 Вт – аккумулятор батареялары зарядының ең жоғары қуаты;РИБПмах-ИБП максималды қуаты.
Белсенді РВхИБП және реактивті QВхИБП ИБП тұтыну қуатының құраушылары шамаларды құрайды:
2.1 Электр трансформатор есептеу

Трансформаторды есептеу үшін [9, 11, 18, 19] орамалардың кернеулері мен токтары, трансформация коэффициенті анықталуы керек жүктемеде қажетті (берілген) кернеуді қамтамасыз ету үшін бастапқы орамадағы ең аз кернеу жағдайынан анықталады.

Трансформатордың бастапқы орамасындағы тиімді кернеудің минималды мәні [11]:

_U_0,99 U_d_min_0,99 170 _₁₂₀_В,
^1min 2 ^1,⁴¹

(2.6)

мұндағы, 0,99-ораманың белсенді кедергісіндегі кернеудің төмендеуін ескеретін коэффициент.

Трансформация коэффициенті:

К  ^U^1min ¹²⁰ 0,54,
^ТР U 220
2

(2.7)

мұндағы, U2 = UН = 220 В.

Бастапқы орамадағы токтың ең үлкен мәні:

I  ^P^Н ⁵⁸⁰⁰ 49,3 А,
¹  U 0,98 120
ТР 1min

(2.8)

мұнда η_тр - трансформатордың тиімділігі 0,98-ге тең.

Негізгі таңдау [9, 11]:

10²  P 10²  5820 ₃
S_oS_c^Г  2285 см , 2  f_вых к_с к_ф  В_М 2  50  0,9 1,11 0,31,7  5

(2.9)

мұндағы, SO-терезенің ауданы; ЅС-магнитөткізгіш өзегінің көлденең қимасы; КФ-синусоидаға арналған 1,11-ге тең форма коэффициенті; КС-өзекшені болатпен толтыру коэффициенті 0,9 тең; δ-төмен жиілікті трансформаторлар үшін орамалардағы ток тығыздығы 5 а/мм2 тең болады; ϭ = 0,3-негізгі терезені мыспен толтыру коэффициенті; Вм-магнит өткізгіштегі магниттік индукция 1,7 т-ға тең.

Жалпы қуат:
_Р__U₁_m_i_n I₁ U₂ I₂___120  49,3  220  26__₅₈₂₀_В_А_.
^Г 2 2

Параметрлері бар ПЛ40 × 80 × 120 магниттік тізбегін таңдаңыз:

SO ЅС = 2457,6 см3; SO = 76,8 см2; ЅС = 32 см2; ℓср = 49,4 см.
Бір ЭМФ-вольтқа бұрылыстар саны:

10⁴
^W⁰^4  к  В  f  S  к ^
ф М вых c с
4
 ¹⁰ 0,92  1 орам/вольт.
4 1,111,7  50  32  0,9

(2.10)

Бастапқы орамадағы бұрылыстар саны:

жүктеу/скачать 7.46 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9