Порядок выполнения расчетно-графической работы № 1.

Расчетно-графическую работу рекомендуется выполнять в следующем порядке (в таком же порядке и объеме должна быть оформлена пояснительная записка к расчетно-графической работе).

1. Предварительный расчет мощности и выбор трансформатора.

   1. Для расчета по формуле (1.1) мощности трансформатора в первом приближении задаться рекомендованными значениями коэффициента запаса по мощности k_з и КПД η.

   2. По формуле (1.2) оценить предварительно величину коэффициента мощности λ, задавшись рекомендованными значениями угла управления α и угла коммутации тиристоров выпрямителя γ.

   3. Рассчитать по (1.1) предварительное значение типовой мощности трансформатора S_T.

   4. Из выражения (1.3) найти действующее значение Е₂ фазной ЭДС вторичной обмотки трансформатора. Найти действующее значение Е_2Л линейной ЭДС вторичной обмотки трансформатора по (1.3, а).

   5. По справочной таблице подобрать предварительно тип трансформатора, соответствующий полученным значениям S_T и E_2Л.

2. Уточнение предварительных расчетов и окончательный выбор трансформатора.

   1. Для паспортного значения Е_2Л линейной ЭДС вторичной обмотки выбранного трансформатора с учетом потери выпрямленного напряжения от коммутации (выражение (1.3,б)) уточнить значение угла управления α_ном, при котором будет обеспечено заданное среднее значение выпрямленного напряжения U_dα. Потерю напряжения от коммутации, входящую вторым слагаемым в правую часть (1.3,б), рекомендуется определять, используя выражения (1.4) – (1.4, в).

   2. Для уточненного значения угла управления α_ном по формуле (1.2) найти уточненное значение коэффициента мощности λ, а по выражению (1.1) – уточненное значение типовой мощности трансформатора S_T.

   3. По выражениям (1.5) найти значения токов обмоток трансформатора при заданной нагрузке.

   4. Окончательно выбрать тип трансформатора, исходя из того, что его паспортные значения типовой мощности S_T, ЭДС вторичной обмотки Е_2Л и токов обмоток I₁, I₂ должны быть не меньше соответствующих расчетных (схемных) значений, полученных для заданной мощности нагрузки и уточненного угла управления α_ном.

3. Расчет параметров и выбор типа тиристоров в схему выпрямления.

   1. По выражениям (1.6), (1.7) и (1.7 а) рассчитать фактические (схемные) значения I_TAV , U_RRM , U_DRM и с учетом полуторного-двойного запаса паспортных значений I_TAV , U_RRM , U_DRM выбрать тип и класс тиристора.

4. Расчет параметров сглаживающего фильтра.

   1. По выражению (1.9) для угла управления α=90° определить относительное значение U^*_(6)m амплитуды шестой гармоники напряжения на выходе выпрямителя, которое имело бы место в схеме без фильтра.

   2. По заданному относительному значению амплитуды шестой гармоники напряжения на нагрузке U^*_(6)mн найти требуемый коэффициент k_c(ν) сглаживания пульсаций (выражение (1.10)) и по формулам (1.8) или (1.8 а) найти произведение LC.

   3. По справочной таблице (каталогу) подобрать подходящий по выпрямленному току сглаживающий реактор (L), после этого по каталогу подобрать подходящий по напряжению и емкости (С) конденсатор фильтра. При выборе конденсатора рекомендуется принимать его номинальное напряжение с полуторным запасом по отношению к величине U_d0 и номинальную емкость с полуторным запасом по отношению к расчетной.

   4. По выражению (1.8) проверить: обеспечивают ли выбранные параметры L и C заданное значение коэффициента сглаживания пульсаций.

5. Расчет внешних характеристик управляемого выпрямителя и построение временных диаграмм.

   1. По выражению (1.11) при трех фиксированных значениях угла управления α₁=0, α₂=α_ном, α_ном<α₃<80° рассчитать внешние характеристики управляемого выпрямителя, задаваясь при каждом α рядом значений выпрямленного тока от нуля до номинального. Внешние характеристики изобразить на миллиметровой бумаге в равномерных масштабах по обеим осям.

   2. Построить совмещенные временные диаграммы для следующих величин: фазной ЭДС вторичной обмотки трансформатора е₂(ϑ), выпрямленного напряжения u_dα(ϑ) при значении угла α_ном, обеспечивающем номинальное напряжение нагрузки, напряжения на одном из тиристоров u_VS(ϑ). При построении временных диаграмм принять одинаковый масштаб (В/мм) по всем осям напряжения и одинаковый масштаб (градус/мм или рад/мм) по всем осям текущей фазы процесса ϑ. При построении временных диаграмм провалами выпрямленного напряжения на интервалах коммутации пренебречь.

   3. Изобразить принципиальную схему управляемого выпрямителя, включающую в себя трансформатор, трехфазный мостовой выпрямитель, индуктивно-емкостной фильтр и нагрузку.