- •Курсовая работа «эпу электронной атс»
- •1.Задание.
- •2. Исходные данные.
- •3. Особенности организации эпу электронной атс. Структурная схема эпу.
- •4. Расчет параметров эпу и выбор оборудования.
- •1.1 Выбор оборудования эпу
- •Послеаварийный заряд батареи
- •Контрольный заряд батареи
- •Фактическое напряжение на шинах нагрузки.
- •Параметры выпрямительных устройств
- •Ток нагрузки выпрямительных устройств
- •4. Расчет мощностей, потребляемых аппаратурой эпу
- •5.Литература
4. Расчет мощностей, потребляемых аппаратурой эпу
1.) Расчет активной мощности, потребляемой выпрямителями (ВУТ, любым выпрямительным устройством) от шин переменного тока в буферном режиме (от электрической сети или АДЭС):
=28.989 ( кВт),
где Uвуном=Uвых АБ - номинальное выходное напряжение ВУТ;
вут - кпд выпрямительного устройства типа ВУТ (табл. П2);
Iву б - расчетный ток нагрузки выпрямительного устройства в А.
2.) Расчёт активной мощности от электрической сети или АДЭС на послеаварийный заряд производится с учётом тока заряда:
=1.04( кВт),
где Uкз=2,3В - напряжение на одном аккумуляторе в конце послеаварийного заряда батареи.
3.) Расчет активной мощности, потребляемой на контрольный заряд аккумуляторных батарей:
( кВт).
4.) Мощность, потребляемая светильниками рабочего освещения
Росв=25 Ксп (Sст + Sэпу)/1000=5.6 ,( кВт)
где Ксп =0,8 - коэффициент спроса (отношение максимальной нагрузки к установленной мощности электроприемников) , Sст - площадь, занимаемая станцией (200-250 м2), Sэпу - площадь, занимаемая ЭПУ(80-100 м2).
5.) Суммарная активная расчётная мощность от электросети на технологию:
Ртех.= Рбуф + Рк.з.=41.7,( кВт)
6.) Суммарная расчётная мощность, потребляемая от АДЭС:
РДЭС = Рбуф + Рз =30.029, кВт.
По этой мощности выбирается дизельная электростанция.
7.) Реактивная мощность (индуктивного характера), потребляемая ЭПУ в буферном режиме:
=29.57, (кВАР);
где tgВУТ определяется по его косинусу (табл. П2). Потребление ЭПУ реактивной мощности может снизить коэффициент мощности электроустановки до значения ниже допустимого (cosφ=0,95). Тогда применяют конденсаторные установки, что позволяет скомпенсировать потребляемую реактивную мощность и повысить cosφ.
8.) Реактивная мощность компенсирующих конденсаторов:
, (кВАР)
где tg питающей сети определяется через cos≥ 0,95.
9.) Ёмкость компенсирующих конденсаторов определяется как:
( мкФ),
где частота питающей сети fc= 50 Гц; линейное напряжение сети Uл=380 В. Следует выбрать тип конденсатора из справочника.
10.) Полная мощность, потребляемая ЭПУ в буферном режиме, равная мощности силовой трансформаторной подстанции:
(кВА).
11.) Потребляемая электрическая энергия за год:
(кВт·час),
коэффициент К=1/24 для электронных АТС, потребляющих полную мощность практически круглосуточно.
Расчет силовой части
импульсного стабилизатора напряжения
Исходные данные при питании схемы от шин постоянного тока ЭПУ:
1. Номинальное напряжение питающей сети известно из предыдущих расчетов Uс=Uном – см. "Фактическое напряжение на шинах нагрузки", пункт "б"). Там же определены его максимальное (пункт "в") и минимальное (пункт "а") значения, если таковые не включены в параметры исходных данных Вашего варианта задания:
- минимальное Uсmin= Uмин, В;
- максимальное Uсmax= Uмак, В.
2.Выходное напряжение U н ,В,
3.Ток нагрузки МИП Iн, A;
4.Частота коммутации ключа k-го силового канала fк, Гц;
5.Коэффициент пульсаций выходного напряжения Кпул, %;
6.Индуктивность дросселя k-го силового канала Lk, Гн,.
7.Число силовых каналов N.
Порядок расчета
Период процессов в дросселе
T=1/fк=50, мсек.
Ток и сопротивление нагрузки k-го СК
Iнk= Iн/N=7.5, A; Rнk=Uн/ Iнk=3.2, Ом.
Коэффициент нагрузки
gk=(2LкIнк )/( UнT)=0.625
Напряжение на входе дросселя
Uв = Uс - Uкэнас=59, В
Uвmax = Uсmax - Uкэнас =71, В
Uвmin = Uсmin - Uкэнас =53, В
где Uкэнас - напряжение насыщения ключевого транзистора, ориентировочно полагаем Uкэ =1В.
Коэффициент паузы
К п =1- gkUв / (Uв-Uн)=-0.026 => Кп =0
Если ток дросселя, а следовательно, ток нагрузки и ток коллектора ключевого транзистора непрерывны, то время паузы и коэффициент паузы равны нулю. В этом случае можем получить при расчете Кп <0. Следует положить Кп = 0 и убедиться, что заданная индуктивность дросселя больше критической
Lkкр = Uн(Uв-Uн)T/(2UвIнк)=47*10-6, Гн
Если же Кп >0, то заданная индуктивность Lk недостаточна для поддержания тока непрерывным на интервале возврата энергии, накопленной дросселем, в нагрузку. Убедимся, что Lk< Lkкр., произведя расчет по приведенной выше формуле.
Коэффициент накопления
Кн = Uн(1-Kп)/Uв,=0.407
Кнmin = Uн(1-Kп)/Uвmax,=0.34
Кнmax = Uн(1-Kп)/Uвmin,=0.45
Определяем размах пульсации тока дросселя:
Imk=∆IL=Uн(Uвmax-Uн)T(1-Кп)/UвmaxLк,=15.88 А.
8 Oпределяем параметры регулирующего транзистора VT1:
Максимальный ток коллектора Iкmax=Iн+ΔIL/2=15.44 , А.
Максимальное напряжение на коллекторе Uкэmax=Ucmax=72, В.
9. Из таблицы П 10 приложения выбираем тип транзистора, например, транзистор типа 2Т818Б с параметрами: Uкэmax=80 В; Iкmax=1.5 А; Рк мак=100 Вт при температуре корпуса 85° С; Ртпк=2,0° С/Вт; h21эмин=8; Uкэнас=1 В; tвкл=0,2 мкс; tвыкл=0,2 мкс; Uбэнас==1.5 В, –минимальный статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; Uкэнас, Uбэнас - напряжения коллектор-эмиттер и база-эмиттер транзистора в режиме насыщения; tвкл, tвыкл - время включения и выключения транзистора (можно принять tвкл=tвыкл=(0.001-0.002)/fк), Pкмак - максимальная рассеиваемая мощность; Rтпк - тепловое сопротивление переход-корпус; Rткс - тепловое сопротивление корпус-окружающая среда .
Определяем мощность, рассеиваемую на транзисторе VТ1, принимаем kнас=1,3:
Расчетное значение Рк должно быть не более, чем приведенное в справочных данных. В противном случае следует выбрать транзистор с большим значением Рк.
Определяем параметры диода VD1:
=15.44, А
, В
Выбираем тип диода (таблица П14 Приложения), например, тип 2Д2999Б, имеющий параметры fmax=100 - 103 Гц; Uпр=1 В; Uобрмак=100 В; Iпрмак=10 А.
Мощность, рассеиваемая на диоде pvd (без учета динамических потерь)
, Вт.
Номиналы выбранных элементов следует нанести на схему ИСН.
13.Коэффициент возврата
Kв=(Uв-Uн)(1-Кп)/Uв=0.35
Kвmax=(Uвmax-Uн)(1-Кп)/Uвmax=0.392
Kвmin=(Uвmin-Uн)(1-Кп)/Uвmin=0.32
14.Минимальный ток дросселя
Imink = [Iнк/(1-Kп)]-[Uн(Uвmin-Uн)(1-Kп)T]/[2UвminLк]=0.9, А
15.Средний ток потребления
Iпсрk = Uн Iнк/ Uв, =3.05 А
№ |
Оператор ввода |
Обозначение при расчете |
Ед. изм. |
|
Введите напряжение на нагрузке МИП Un=24 |
Uн |
В |
|
Введите ток нагрузки МИП Ink=7.5 |
Iнk |
А |
|
Введите частоту коммутации f=20000 |
f=1/T |
Гц |
|
Введите индуктивности дросселя СК МИП L=0.00005 |
Lk |
Гн |
|
Введите коэффициент заполнения Kz=0.407 |
Кн |
- |
|
Вид расчета: 2 - временные диаграммы |
2 |
|
|
Многофазный импульсный преобразователь - 1 |
1 |
|
|
Введите тип СК 1-ИСН1 |
свой вариант |
у |
|
Введите коэффициент трансформации Ктр=1 |
Ктр |
- |
|
Введите напряжение насыщенного ключа Uk=1 |
Uкэнас |
В |
|
Введите напряжение открытого диода Ud=1 |
Uпр |
В |
|
Введите max кол-вол силовых каналов Nk=4 |
N |
- |
|
Укажите тип расчета 1-входное напряжение 2-выходное напряжение
|
1 2 |
- |
Полученные диаграммы изобразить в пояснительной записке.