Расчет генератора импульсных токов
Исходные данные
Энергия в импульсе W =0,9 кДж;
Зарядное напряжение конденсатора U0 = 3 кВ;
Напряжение сети Uc = U1Ф = 220 В, частота сети f = 50 Гц;
Характер нагрузки - ёмкостной;
Выпрямитель - трансформатор собран по схеме Ларионова (?-?);
Частота следования импульсов - 1 Гцэкв=2 мкГн;экв=40 мОм;
генератор конденсатор трансформатор преобразователь
1. Расчет режима работы гит на эквивалентное сопротивление нагрузки
трансформатор ток генератор зарядный
Определим режим работы ГИТ на эквивалентное сопротивление нагрузки:
Определим ёмкость конденсаторной батареи
;
Параметр разряда
;
По полученному значению делаем вывод о виде разряда, так как , имеем колебательный разряд.
По имеющимся формулам для колебательного разряда рассчитываем его параметры.
Угловая частота колебаний:
;
;
Время достижения максимума тока:
.
Максимальное значение тока:
где
Функция изменения тока в колебательном режиме:
.
КПД разрядного процесса
2. Расчет конденсатора
2.1 Расчет электрических характеристик
·ресурс
,
где
М = 106 - ресурс;
Е - рабочая напряженность поля;
? - частота следования импульсов;- частота тока в разрядном контуре;
? - декремент затухания импульсов;
Т - температура внутри конденсатора;
А, м,b,l,n,? - коэффициенты, зависящие от режима работы конденсатора, технологии изготовления и др. факторов.
Найдем частоту тока в разрядном контуре:
,
где
.
Определим рабочую напряженность электрического поля из формулы расчета ресурсов:
,
где
.
При рабочих напряжениях меньше 80 кВ/мм выбираем комбинированную намотку конденсатора толщиной 30 мкм.
Рабочее напряжение выбираем в 60 кВ/мм.
3 слоя конденсаторной бумаги КОН-2 толщиной 10 мкм;
2 слоя конденсаторной пленки ПП-КС по 10 мкм.
диэлектрик трансформаторное масло.
·ёмкость конденсатора
.
Расчеты ведутся для конденсатора емкостью 100 мкФ и зарядным напряжением до 6 кВ.
·удельная энергия, приходящаяся на единицу рабочего объема конденсатора
,
где ? - диэлектрическая проницаемость;
;
eп, eк, eж - относительная диэлектрическая проницаемость пленки, бумаги, жидкости соответственно.
.
·выбор габаритных размеров по оценкам активного объема конденсатора
;
Полный объем конденсатора в 1,2 раз больше чем активный объем диэлектрика. Следовательно, .
·напряжение и собственная ёмкость секций
,
где dс - толщина изоляции секции (50 мкм);
;
Определим количество групп секций:
;
Определим емкость групп секций:
.
.2 Конструктивный расчет
Геометрические размеры секций и количество витков считается по емкости секций и по диаметру оправки, на которую она мотается, по ширине бумаги и пленки.
,
где b? - ширина (30 см);ф - ширина фольги;З - длина закраин (2 см).
;
Найдем длину фольги:
где lф - длина фольги;- количество витков; D0 - диаметр оправки (50 мм);вн - внешний диаметр (90 мм).
Определим количество витков:
Где dс - толщина изоляции секции;ф - толщина фольги.
;
;
Приблизительная емкость секции:
;
Уточненный внешний диаметр секции:
Находим ширину сплющенной секции:
Находим общую емкость конденсатора:
где nc - последовательно включенная секция;c - параллельно включенная секция.
Общее количество секций в конденсаторе .
Габаритные размеры конденсатора:
длина 505 мм, ширина 318 мм, высота 680 мм.
Рис.2 Конструктивная схема конденсатора, вид сбоку и сверху
Рис.3 Электрическая схема конденсатора
.3 Тепловой расчет
Потери силовых конденсаторов состоит из потерь в диэлектрике. Из уравнения теплопроводности определим величину Pу:
;
;
Определим перепад температур между центральной точкой пакета и внешней поверхностью секций:
,
где ?11 - коэффициент теплопроводности масла (масло нафтеновое );
?1 - коэффициент теплопроводности пленки (лавсановая фторопласта 4, );
;
Определяем перепад температур между внешней поверхностью секции и внешней окружающей средой:
,
где ?1 и ?1 - толщина и коэффициент теплопроводности стенок бака (стенки бака изготовлены из винипластовой пластмассы: толщина 10 мм, теплопроводность );
?2 и ?2 - толщина и коэффициент теплопроводности изоляции пакета секций (изоляция изготовлена из бумаги, пропитанной нафтеновым маслом: толщина 5мм, теплопроводность );
?3 и ?3 - толщина и коэффициент теплопроводности корпусной изоляции (изоляция изготовлена из бумаги, пропитанной нафтеновым маслом: толщина 3мм, теплопроводность );- площадь поверхности бака (0,824 м2);- коэффициент теплоотдачи с поверхности бака в окружающую среду (50%).
;
.
Для конденсатора с пленочно-масляной изоляции перепад температур не должен превышать 60 град, что и подтверждается расчетными данными.
В качестве накопителя энергии используется 2 конденсаторные батареи емкостью 100 мкФ каждая. Индуктивность конденсатора равна 100 нГн.
. Ðàñ÷¸ò çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà
Ïðîèçâåäåì ðàñ÷åò çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà:
Ðàñ÷åò âûïðÿìèòåëÿ, ðàáîòàþùåãî íà åìêîñòü, ñ ó÷åòîì èíäóêòèâíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ðàññåèâàíèÿ îáìîòîê òðàíñôîðìàòîðà.
Òîê â ïëå÷å âûïðÿìèòåëÿ, ñîáðàííîãî ïî ñõåìå Ëàðèîíîâà:
,
ãäå , à
Âò
òîãäà .
Îáðàòíîå íàïðÿæåíèå âûïðÿìèòåëÿ:
.
Àìïëèòóäíîå çíà÷åíèå òîêà ÷åðåç âåíòèëü:
.
Âûáèðàåì â êà÷åñòâå âåíòèëåé êðåìíèåâûå ñòîëáû 7ÑÂË - 2 - 100. Èç ãðàôèêà çàâèñèìîñòè ïðÿìîãî ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà ñòîëáå îò òîêà íàãðóçêè â óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå, îïðåäåëÿåì ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû:
ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà ñòîëáå ?U = 29,8 Â;
òîê â ïëå÷å âûïðÿìèòåëÿ IΠ= 0,2 À.
Ñîïðîòèâëåíèå îáìîòîê òðàíñôîðìàòîðà, ïðèâåäåííîå ê âòîðè÷íîé îáìîòêå:
,
ãäå = 4,5 - êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò ñõåìû è õàðàêòåðà íàãðóçêè âûïðÿìèòåëÿ; U0 = 6 ê - âûïðÿìëåííîå íàïðÿæåíèå; f = 50 Ãö - ÷àñòîòà ñåòè; s = 3 - ÷èñëî ñòåðæíåé òðàíñôîðìàòîðà, íà êîòîðûõ ðàñïîëîæåíû îáìîòêè; I0 = 0,6 À - âûïðÿìëåííûé òîê.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ èíäóêöèè è Âì â ñòåðæíÿõ ñèëîâûõ òðàíñôîðìàòîðîâ, íàì íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ïðèáëèçèòåëüíóþ ìîùíîñòü òðàíñôîðìàòîðà:2(ïðèáëèç) = 1,25?Ð0 =1,25?3,6?10 3= 4,5 ê·À. Ñëåäîâàòåëüíî, ðåêîìåíäóåìàÿ èíäóêöèÿ Âì = 1,45 Òë, äëÿ ñòåðæíÿ ìàðêè ñòàëè Ý300.
Òîãäà:
Îì.
Èíäóêòèâíîñòü ðàññåèâàíèÿ îáìîòîê òðàíñôîðìàòîðà, ïðèâåäåííàÿ ê âòîðè÷íîé îáìîòêå:
(Ãí),
ãäå kL =1,9.10-3 - êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò ñõåìû è õàðàêòåðà íàãðóçêè âûïðÿìèòåëÿ.
Âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå îäíîãî ïëå÷à âûïðÿìèòåëÿ:
Îì.
Àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ôàçû âûïðÿìèòåëÿ (äëÿ ñõåìû Ëàðèîíîâà):
= 2 Ri+2 rTP =2?49,7+2?307,7= 714,8 Îì.
Îïðåäåëåíèå ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó àêòèâíûì è ðåàêòèâíûì ñîïðîòèâëåíèÿìè ôàçû âûïðÿìèòåëÿ:
?= arctg (0,6985)= 34,9î.
Âñïîìîãàòåëüíûé êîýôôèöèåíò À0:
ãäå m = 3 - ÷èñëî ôàç âûïðÿìëåíèÿ.
Ïî îïðåäåëåííûì çíà÷åíèÿì À0 è ? íàõîäèì êîýôôèöèåíòû:
 = 0,74 ïðè À0 = 0;
Â0 = 0,9;
Ä0 = 2,1; 0 = 6.
Ôàçíîå íàïðÿæåíèå âòîðè÷íîé îáìîòêè
êÂ.
Íàïðÿæåíèå õîëîñòîãî õîäà âûïðÿìèòåëÿ:
Ýôôåêòèâíîå çíà÷åíèå ôàçû âòîðè÷íîé îáìîòêè:
À.
Ìîùíîñòü âòîðè÷íîé îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà:
ê·À.
Êîýôôèöèåíò òðàíñôîðìàöèè:
.
.1 Ðàñ÷åò òðàíñôîðìàòîðà
Ïîëíàÿ ìîùíîñòü ST = 3,93 ê·À.
Ñõåìà ñîåäèíåíèÿ îáìîòîê: íèçêîâîëüòíàÿ îáìîòêà ñîáðàíà ïî ñõåìå
òðåóãîëüíèê (?), âûñîêîâîëüòíàÿ - çâåçäà (?).
Íîìèíàëüíûé òîê (ôàçíûé) âòîðè÷íîé îáìîòêè I2Ô = 0,042 À.
Íîìèíàëüíîå ôàçíîå íàïðÿæåíèå âòîðè÷íîé îáìîòêè U0ÕÕ = 7,3 êÂ.
Äëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ, â êîòîðûõ èñïîëüçîâàíà ñòàëü ìàðêè ÝÇÇÎ òîëùèíîé 0,35 ìì íàïðÿæåíèå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ UK = 4,7 %.
Ïîòåðè êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ÐÊ = 32 Âò.
Ïîòåðè õîëîñòîãî õîäà ÐÕÕ =6 Âò.
Ïîòåðè õîëîñòîãî õîäà IÕÕ = 3.2 %.
Ëèíåéíûé òîê îáìîòêè íèçêîãî íàïðÿæåíèÿ (ÎÍÍ):
.
Ôàçíûé òîê ÎÍÍ:
.
Ëèíåéíîå íàïðÿæåíèå îáìîòêè âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ (ÎÂÍ):
êÂ.
Àêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ íàïðÿæåíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ:
.
Ðåàêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ íàïðÿæåíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ:
.
Îñíîâíûå ðàçìåðû òðàíñôîðìàòîðà.
Ìîùíîñòü îáìîòêè îäíîãî ñòåðæíÿ:
ê·À, ãäå m - ÷èñëî ñòåðæíåé ñ îáìîòêàìè.
Ðàñ÷åòíàÿ øèðèíà ïðèâåäåííîãî êàíàëà ðàññåèâàíèÿ:
ãäå a12 = 0,9 ñì - èçîëÿöèîííûé ïðîìåæóòîê ìåæäó îáìîòêàìè ÂÍ è ÍÍ, îïðåäåëÿåòñÿ ïî èñïûòàòåëüíîìó íàïðÿæåíèþ ÎÂÍ è äëÿ äàííîãî êëàññà èçîëÿöèè îáìîòîê ÿâëÿåòñÿ íåèçìåííûì; k = 0.8 - êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò ìîùíîñòè òðàíñôîðìàòîðà, ìåòàëëà îáìîòîê, íàïðÿæåíèÿ ÎÂÍ è óðîâíÿ ïîòåðü êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ.
Òîãäà ñì.
Äèàìåòð ñòåðæíÿ:
ãäå S' - ìîùíîñòü îáìîòêè îäíîãî ñòåðæíÿ, ê·À;
àÐ - øèðèíà ïðèâåäåííîãî êàíàëà ðàññåèâàíèÿ, ñì;- ÷àñòîòà ñåòè, Ãö;p - ðåàêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ íàïðÿæåíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ, %;
Âñ = 1,45 Òë - ìàêñèìàëüíàÿ èíäóêöèÿ â ñòåðæíå;P = 0,95 - êîýôôèöèåíò ïðèâåäåíèÿ èäåàëüíîãî ïîëÿ ðàññåèâàíèÿ ê ðåàëüíîìó ïîëþ (êîýôôèöèåíò Ðîãîâñêîãî);
? = 1,8 - êîýôôèöèåíò ãåîìåòðèè òðàíñôîðìàòîðà, îòíîøåíèå ñðåäíåé äëèíû âèòêà äâóõ îáìîòîê ê âûñîòå îáìîòêè;c = kKP ? k3= 0,874 - êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ àêòèâíûì ñå÷åíèåì ñòàëè ïëîùàäè êðóãà, îïèñàííîãî îêîëî ñå÷åíèÿ ñòåðæíÿ;
ãäå kKÐ = 0,91 - ó÷èòûâàåò íàëè÷èå îõëàæäàþùèõ êàíàëîâ â ñå÷åíèè ñòåðæíÿ; 3 = 0,96 - êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ;
Òîãäà
ñì.
Äëÿ íîðìàëèçîâàííûõ ðàçìåðîâ ïàêåòîâ áåç ïðåññóþùåé ïëàñòèíû âûáèðàåì äèàìåòð ñòåðæíÿ dH = 8 ñì.
Óòî÷íÿåì êîýôôèöèåíò ãåîìåòðèè òðàíñôîðìàòîðà ïî íîðìàëèçîâàííîìó äèàìåòðó:
Îðèåíòèðîâî÷íûé ñðåäíèé äèàìåòð êàíàëà ìåæäó îáìîòêàìè d12=a.dH, ãäå à = 1,4 äëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ ìîùíîñòüþ ST äî 630 êÂÀ, òîãäà d12 = 11,2 ñì.
Ðàäèàëüíûé ðàçìåð ÎÂÍ:
ãäå k1 = 1.1 äëÿ òðàíñôîðìàòîðîâ ìîùíîñòüþ äî 630 êÂÀ.
Òîãäà
ñì.
Ñðåäíèé äèàìåòð êàíàëà ìåæäó îáìîòêàìè:
,
ãäå a01 = 0,4 ñì, ðàäèàëüíûé ðàçìåð îñåâîãî êàíàëà ìåæäó ñòåðæíåì è ÎÍÍ, îïðåäåëÿåòñÿ èç óñëîâèé ýëåêòðè÷åñêîé ïðî÷íîñòè ãëàâíîé èçîëÿöèè òðàíñôîðìàòîðà è óñëîâèé åãî îõëàæäåíèÿ; à12 = 0,9 ñì - çàçîð ìåæäó ÎÍÍ è ÎÂÍ,
Òîãäà ñì .
Ïðåäâàðèòåëüíàÿ âûñîòà îáìîòêè:
ñì
Ïðåäâàðèòåëüíîå àêòèâíîå ñå÷åíèå ñòåðæíÿ
.
Óòî÷íåííîå àêòèâíîå ñå÷åíèå ñòåðæíÿ:
ÏÑ = ÏÔÑ · êç,
ãäå kç = 0,96 - êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ;
ÏÔÑ = 43,3 ñì2 - ïëîùàäü ñå÷åíèÿ ôîðìû ñòåðæíÿ;
Òîãäà Ïñ = 41.57ñì².
Îðèåíòèðîâî÷íàÿ ÝÄÑ îäíîãî âèòêà:
.
Ðàñ÷åò îáìîòêè íèçêîãî íàïðÿæåíèÿ.
×èñëî âèòêîâ íà ôàçó ÎÍÍ:
Îðèåíòèðîâî÷íàÿ ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü òîêà:
ãäå kä = 0,97 - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé äîáàâî÷íûå ïîòåðè â îáìîòêàõ, ïîòåðè â îòâîäàõ äëÿ òð¸õôàçíûõ ìàñëÿíûõ òðàíñôîðìàòîðîâ.
.
Îðèåíòèðîâî÷íîå ñå÷åíèå âèòêà:
.
Äëÿ ÎÍÍ ïî ñå÷åíèþ âûáèðàåì ñîîòâåòñòâóþùóþ ìàðêó ïðîâîäà ÏÝÌ-2 (ÃÎÑÒ 10288 - 74).
Ïðîâîä ïî íàãðåâîñòîéêîñòè èçîëÿöèè â ïðîïèòàííîì ñîñòîÿíèè îòíîñèòñÿ ê êëàññó À (105îÑ). Ïðîâîä ÏÝÌ-2 ìåäíûé êðóãëîãî ñå÷åíèÿ, ïîêðûòûé ìåõàíè÷åñêè ïðî÷íûì ñëîåì ýìàëè(ëàêîì ÂË-491) ñ èçîëÿöèåé ïîâûøåííîé òîëùèíû. Îí èìååò ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû:
íîìèíàëüíûé äèàìåòð ïðîâîäà
;
ìèíèìàëüíàÿ äèàìåòðàëüíàÿ òîëùèíà èçîëÿöèè ïðîâîäà b'=0,1 ìì;
ìàêñèìàëüíûé äèàìåòð ïðîâîäà
Ïëîòíîñòü òîêà â ÎÍÍ:
.
×èñëî âèòêîâ â ñëîå:
ãäå b' = 3,2 ìì - òîëùèíà ïðîâîäà ñ èçîëÿöèåé, òîãäà:
.
×èñëî ñëîåâ ïðîâîäà â ÎÍÍ:
Îñåâîé ðàçìåð ÎÎÍ:Îñåâîé ðàçìåð ÎÍÍ:
.
Ðàäèàëüíûé ðàçìåð ÎÎÍ:
ñì,
Ðàäèàëüíûé ðàçìåð ÎÍÍ:
ãäå koc= 1,15; kpaä= 1,05;
à' = 0,32 ñì - òîëùèíà ïðîâîäà ñ èçîëÿöèåé.
Òàê êàê âåðòèêàëüíûé êàíàë â òðàíñôîðìàòîðàõ ñ ìîùíîñòüþ ST äî 40 êÂÀ îòñóòñòâóåò, òî à1 = à"1 = 1,68 ñì.
Âíóòðåííèé äèàìåòð ÎÍÍ:
.
Íàðóæíûé äèàìåòð ÎÍÍ:
.
Âåñ ìåòàëëà ÎÍÍ:
;HP, .i|M iv ,
ãäå ?0 = 8900 êã/ì3 - óäåëüíûé âåñ ìåäè.
Òîãäà: G01 = 25,6 êã.
Ýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè â ÎÍÍ:
ÐÝ1=2,4??12?G01= 0,81 Âò.
Ðàñ÷åò îáìîòêè âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ.
×èñëî âèòêîâ ÎÂÍ:
2 = W1?kTP =273?14,2= 3876.
Îðèåíòèðîâî÷íàÿ ïëîòíîñòü òîêà â ÎÂÍ:
.
Ñå÷åíèå âèòêà ÎÂÍ:
.
Îðèåíòèðîâî÷íûé äèàìåòð ïðîâîäíèêà:
.
Âûáèðàåì ïðîâîä ìàðêè ÏÝËÎ (ÃÎÑÒ 165507 - 80) - ìåäíûé ïðîâîä êðóãëîãî ñå÷åíèÿ, èçîëèðîâàííûé ëàêîì è îäíèì ñëîåì ïîëèýôèðíûõ íèòåé. Êëàññ íàãðåâîñòîéêîñòè - À (105î).'2 = 0,69 ìì - äèàìåòð ïðîâîäà ñ èçîëÿöèåé;2 = 0,56 ìì - äèàìåòð ïðîâîäà áåç èçîëÿöèè.
Ñå÷åíèå âûáðàííîãî ïðîâîäà:
.
Ïëîòíîñòü òîêà â ÎÂÍ:
.
Âûáèðàåì öèëèíäðè÷åñêóþ êàòóøå÷íóþ îáìîòêó:
×èñëî êàòóøåê â îáìîòêå Nêàò = 3.
×èñëî âèòêîâ â îäèíàðíîé êàòóøêå:
.
Ñóììàðíàÿ âûñîòà âñåõ êàòóøåê:
?hÊÀÒ=l1=21,1 ñì.
Îñåâîé ðàçìåð êàòóøêè îðèåíòèðîâî÷íî:
.
×èñëî âèòêîâ â îäíîì ñëîå:
.
Ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå äâóõ ñëîåâ:
2CË = 2?WÑË2?UB =2?100?1,394 =278,8 Â .
×èñëî ñëîåâ êàáåëüíîé áóìàãè íà òîëùèíó ëèñòîâ: 2·0,12, ñëåäîâàòåëüíî, ìåæäóñëîéíàÿ èçîëÿöèÿ ?ÌÑË =2·0,12= 0,24 ìì ;
Âûñòóï ìåæäóñëîéíîé èçîëÿöèè íà òîðöàõ îáìîòêè (íà îäíó ñòîðîíó)
?ÂÛÑÒ=1 ñì. ×èñëî ñëîåâ â êàòóøêå:
.
Ðàäèàëüíûé ðàçìåð êàòóøêè:
.
Îñåâîé ðàçìåð êàòóøêè:
.
Îêîí÷àòåëüíûé îñåâîé ðàçìåð îáìîòêè:
.
Âíóòðåííèé äèàìåòð ÎÂÍ:
.
Íàðóæíûé äèàìåòð ÎÂÍ:
.
Âåñ ìåòàëëà ÎÂÍ:
,
ãäå ? = 8900 êã/ì3 - óäåëüíûé âåñ ìåäè; òîãäà: G02 = 2,9 êã.
Ýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè â ÎÂÍ:
ÐÝ2=2,4??22?G02= 7.81 Âò.
Îïðåäåëåíèå õàðàêòåðèñòèê êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ.
Øèðèíà ïðèâåäåííîãî êàíàëà ðàññåèâàíèÿ:
Êîýôôèöèåíò îòêëîíåíèÿ ðåàëüíîãî ïîòîêà ðàññåèâàíèÿ îò èäåàëüíîãî (êîýôôèöèåíò Ðîãîâñêîãî).
Òîãäà
.
Êîýôôèöèåíò ãåîìåòðèè òðàíñôîðìàòîðà:
.
Ðåàêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ íàïðÿæåíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ:
.1,2782-103
Ïîëíûå ïîòåðè êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ:
Âò,
ãäå kä = 0,97 - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé äîáàâî÷íûå ïîòåðè â îáìîòêàõ.
Àêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ íàïðÿæåíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ:
5820
Íàïðÿæåíèå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ:
.
Ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà.
Äëÿ âûáðàííîãî ñîãëàñíî ðàñ÷åòó íîðìàëèçîâàííîãî äèàìåòðà âûáèðàåì ñîîòâåòñòâóþùåå ÷èñëî ñòóïåíåé nñò = 4 (dH = 80 ìì). Òðåõôàçíûé ñòåðæíåâîé ñåðäå÷íèê ñîáèðàåòñÿ èç ïîëîñ ýëåêòðîòåõíè÷åñêîé õîëîäíîêàòàíîé òåêñòóðîâàííîé ñòàëè ìàðêè ÝÇÇÎ òîëùèíîé 0,35 ìì. Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîòåðü îò âèõðåâûõ òîêîâ ïëàñòèíû èçîëèðóþòñÿ äðóã îò äðóãà ïëåíêîé ëàêà ñ îáåèõ ñòîðîí. Ìàðêà ëàêà ÊÔ - 935 ÃÎÑÒ 15030 - 69. Íàø ñåðäå÷íèê ÿâëÿåòñÿ øèõòîâàííûì, ò.å. ñòåðæíè è ÿðìà ñîáèðàþòñÿ â ïåðåïëåò, çàòåì ïîëîñû âåðõíåãî ÿðìà âûíèìàþòñÿ è ïîñëå óñòàíîâêè êàòóøåê ñíîâà óêëàäûâàþòñÿ íà ìåñòî.
Ïîïåðå÷íûå ñå÷åíèÿ ñòåðæíåâûõ òðàíñôîðìàòîðîâ âûïîëíÿþòñÿ ñòóïåí÷àòûìè. Ñòóïåíè ñîñòîÿò èç ïàêåòîâ, ñîáðàííûõ èç ïîëîñ îäèíàêîâîé òîëùèíû (0,35 ìì). Êàæäûé ïàêåò ñòåðæíÿ ñî÷åòàåòñÿ ñ ïàêåòîì ÿðìà.
Ðàçìåðû ïàêåòîâ â îäíîé ïîëîâèíå ñòåðæíÿ.
¹ ïàêåòàØèðèíà ïàêåòà, àñ, ììÒîëùèíà ïàêåòà, bñ, ììÏëîùàäü ïàêåòà, Ïï, ìì2×èñëî ïëàñòèí äëÿ ïàêåòà14052001425563301736595852547514105039
Òîëùèíà ñòåðæíÿ:
.
Ïëîùàäü ñå÷åíèÿ ôîðìû ñòåðæíÿ:
Àêòèâíîå ñå÷åíèå ñòåðæíÿ:
.
×èñëî ïëàñòèí íåîáõîäèìûõ äëÿ íàáîðà ñòåðæíÿ:
Ðàçìåðû ïàêåòîâ ÿðìà âûáèðàþòñÿ àíàëîãè÷íî ðàçìåðàì ñòåðæíÿ è çàíîñÿòñÿ â òàáëèöó. Ôîðìà ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ÿðìà â ñðåäíåé ñâîåé ÷àñòè ïî ðàçìåðàì ïàêåòîâ ïîâòîðÿåò ñå÷åíèå ñòåðæíÿ. Êðàéíèå ïàêåòû â öåëÿõ óëó÷øåíèÿ ïðåññîâêè ÿðìà ÿðìîâûìè áàëêàìè äåëàþòñÿ áîëåå øèðîêèìè, ïóòåì îáúåäèíåíèÿ äâóõ ïàêåòîâ â îäèí.
¹ ïàêåòàØèðèíà ïàêåòà, àÿ, ììÒîëùèíà ïàêåòà, bÿ, ììÏëîùàäü ïàêåòà, Ïï, ìì2×èñëî ïëàñòèí15563301725563301736595852547514105039
Òîëùèíà ÿðìà:
.
Àêòèâíîå ñå÷åíèå ÿðìà:
.
×èñëî ïëàñòèí íåîáõîäèìûõ äëÿ íàáîðà ÿðìà:
.
Äëèíà ñòåðæíÿ:
,
ãäå l0= 2 ñì - ðàññòîÿíèå îò îáìîòêè äî âåðõíåãî è íèæíåãî ÿðåì,
òîãäà lÑ= 25,29 ñì.I ñ = 23,588 + 2 - 2,0 = 27,588(ñì).
Ðàññòîÿíèå ìåæäó îñÿìè ñîñåäíèõ ñòåðæíåé:
ãäå à22 = 0,8 ñì - ðàññòîÿíèå ìåæäó îáìîòêàìè ÂÍ ñîñåäíèõ ñòåðæíåé, òîãäà L = 24,42 ñì.
Âåñ ñòàëè îäíîãî óãëà:
.
Âåñ ñòåðæíåé:
c =G`ñ+G``ñ,
à) Gc' - âåñ ñòàëè ñòåðæíåé â ïðåäåëàõ îêíà ìàãíèòíîé ñèñòåìû:
.
á) Gc" - âåñ ñòàëè â ìåñòàõ ñòûêà ïàêåòîâ ñòåðæíÿ è ÿðìà:
,
òîãäà: Gc = 31,668 êã.
Âåñ ñòàëè ÿðì:
ß =G`ß+G``ß,
à) Gß` - âåñ ÷àñòåé ÿðì, çàêëþ÷åííûõ ìåæäó îñÿìè êðàéíèõ ñòåðæíåé:
.
á) Gß`` - âåñ ñòàëè â òîðöåâûõ ÷àñòÿõ ÿðì:
.
òîãäà âåñ ÿðìà Gß =24,114 êã.
Ïîëíûé âåñ ñòàëè:CT = GÑ + Ñß = 55,782 êã.
.2 Ðàñ÷åò âûïðÿìèòåëÿ
Òðåõôàçíàÿ ñõåìà ñîåäèíåíèÿ Ëàðèîíîâà (òðåóãîëüíèê - çâåçäà) ðàáîòàþùàÿ íà åìêîñòíóþ íàãðóçêó.
Ïðèìåíÿåì â âûïðÿìèòåëå âûñîêîâîëüòíûå êðåìíèåâûå ñòîëáû 7ÑÂË2-100.
Òåõíè÷åñêèå ïàðàìåòðû:
. Ïîâòîðÿþùååñÿ íàïðÿæåíèå: UÏ = 65 êÂ;
. Íàïðÿæåíèå ëàâèíîîáðàçîâàíèÿ: UË = 90 êÂ;
.Ðåêîìåíäóåìîå ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå:ð = 0.67 ?UÏ = 43,55 êÂ;
. Ïðåäåëüíûé òîê: I0 = 2 À;
. Ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìàÿ ýíåðãèÿ â ñîñòîÿíèè ëàâèííîãî ïðîáîÿ:
À = 6,3 Äæ ;
. Óäàðíûé òîê: Ióäàð = 200 À;
. Ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìàÿ òåìïåðàòóðà ñòðóêòóðû: Òñòìàõ = +140 °Ñ;
. Ìèíèìàëüíî äîïóñòèìàÿ òåìïåðàòóðà ñòðóêòóðû: Òñòìèí = - 40 °Ñ;
. Ïðÿìîå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ: U0Ï = 84 Â;
. Ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå U0 = 44 Â;
. Îáðàòíûé òîê Iîáð = 3 ìÀ (íåáîëåå);
. Äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå â îòêðûòîì ñîñòîÿíèè: Rä = 4 Îì (íå
áîëåå);
. Èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ: ? = 4,7.10-5 1/÷ (íå áîëåå);
. Ìàññà ñòîëáà: m = 2,9 êã (íå áîëåå);
. Äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà íàïðÿæåíèÿ tÈ = 10 ìñ.
Àìïëèòóäà îáðàòíîãî íàïðÿæåíèÿ:
.
Ïðÿìîå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ â âûïðÿìèòåëå:
.
Ïîòåðè â âûïðÿìèòåëå îò ïðÿìîãî òîêà:
.
Ïîòåðè â âûïðÿìèòåëå îò îáðàòíîãî òîêà:
.
Ïîëíûå ïîòåðè â âûïðÿìèòåëå:
.
Ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå âûïðÿìèòåëÿ:
.
Âûïðÿìëåííîå íàïðÿæåíèå íà âûõîäå:
.
Íàïðÿæåíèå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ âûñîêîâîëüòíîãî âûïðÿìèòåëÿ:
.
3.3 Ðàñ÷åò èíäóêòèâíî-åìêîñòíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ
Ïðèíèìàåì ki =1,3, à ku =2,05.
Òîãäà ìàêñèìàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè èíäóêòèâíî-åìêîñòíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ:
êÎì
Êîýôôèöèåíò òðàíñôîðìàöèè ïðåîáðàçîâàòåëÿ:
.
Âûáèðàåì êîýôôèöèåíò ìàêñèìàëüíîé îòíîñèòåëüíîé íàãðóçêè èç óñëîâèé îïòèìàëüíîãî âåñà ãàáàðèòíûõ ïîêàçàòåëåé êîíäåíñàòîðà è ãàáàðèòíîãî âåñà ÈÅÏ è îïðåäåëåíèè èíäóêòèâíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ÈÅÏ, ïðèâåäåííîãî êî âòîðè÷íîé îáìîòêå ïðåîáðàçîâàòåëÿ:
êÎì.
Íàõîäèì óãëîâóþ ÷àñòîòó:
(ñ-1)
Îïðåäåëèì èíäóêòèâíîñòü ðåàêòîðà, ïðèâåäåííóþ ê âòîðè÷íîé îáìîòêå (ïîä èíäóêòèâíîñòüþ L ïîíèìàþò èíäóêòèâíîñòü ôàçû ðåàêòîðà ñ ñîâìåùåííûì ìàãíèòîïðîâîäîì):
(Ãí).
Èç óñëîâèÿ ðåçîíàíñà îïðåäåëèì åìêîñòü êîíäåíñàòîðà ÈÅÏ â êàæäîé ôàçå:
Ô.
Íàõîäèì òîê íàãðóçêè ÈÅÏ:
À
Òîãäà òîê ÷åðåç îáìîòêó ðåàêòîðà ÈÅÏ:
À.
Òîê âòîðè÷íîé îáìîòêè, òî åñòü òîê çàðÿäà êîíäåíñàòîðà ðàâåí
À.
4. Âûáîð ðàçðÿäíèêà è ðàñ÷åò åãî ýëåêòðîýðîçèîííîé ñòîéêîñòè
Òàê êàê U=6 êÂ, òî âûáèðàåì âîçäóøíûé òðåõýëåêòðîäíûé óïðàâëÿåìûé ðàçðÿäíèê ñî ñòàëüíûìè ýëåêòðîäàìè. Ïðîèçâåäåì ðàñ÷åò åãî ýëåêòðîýðîçèîííîé ñòîéêîñòè:
Ìàññà ìåòàëëà, êîòîðûé âûáðàñûâàåòñÿ:
ãäå k - êîýôôèöèåíò âûáðîñà (çàâèñèò îò ñðåäû, â êîòîðîé ïðîèñõîäèò ðàçðÿä), k =1 äëÿ âîçäóõà,Ý=10 ýÂ=1,6?10-18 (äëÿ âîçäóõà),
Ñð -òåïëîåìêîñòü ìåòàëëà, èç êîòîðîãî ñäåëàí ýëåêòðîä (ëàòóíü ëèáî ñòàëü). Òàê êàê äëÿ ýëåêòðîäà âûáðàíà ñòàëü, òî Ñð= 481,5 Äæ/êã.Ê,
Òïë - òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ ìàòåðèàëà, èç êîòîðîãî ñäåëàí ýëåêòðîä. Òàê êàê äëÿ ýëåêòðîäà âûáðàíà ñòàëü, òî Òïë = 1400oC=1673 Ê.
? - èíòåãðàë îò ìîäóëÿ ðàçðÿäíîãî òîêà.
Îïðåäåëèì èíòåãðàë îò ìîäóëÿ ðàçðÿäíîãî òîêà:
,
ãäå ? - äåêðåìåíò çàòóõàíèÿ
Q0 -çàðÿä,
.
Òîãäà
Ñëåäîâàòåëüíî
(êã)
Òîãäà ìàññà âûáðîñîâ
êã,
ãäå Ì - ðåñóðñ, Ì =.
Äëÿ ïîâûøåíèÿ ýëåêòðîýðîçèîííîé ñòîéêîñòè ðàçðÿäíèêà èñïîëüçóåì ýëåêòðîäû â âèäå òîðîâ, òàê êàê ðàçðÿä áóäåò ïðîèñõîäèòü êàæäûé ðàç â íîâûõ òî÷êàõ.
Íàéäåì ìàññó âûñòóïàþùåé ÷àñòè òîðà ðàçðÿäíèêà òîëùèíîé h=2 ìì:
êã,
ãäå ? - ïëîòíîñòü ñòàëè, ?=7800 êã/ì3;
- âíåøíèé äèàìåòð òîðà, ñì;
- âíóòðåííèé äèàìåòð òîðà ñì.
Ñîãëàñíî ïîëó÷åííûì äàííûì äëÿ îáåñïå÷åíèÿ çàäàííîãî ðåñóðñà íåîáõîäèìî ïàðàëëåëüíî ñîåäèíèòü 10 òàêèõ ðàçðÿäíèêîâ.
Ðèñ.4 Îáùèé âèä ÃÈÒ
Ëèòåðàòóðà
1. Òèõîìèðîâ Ï.Ì. «Ðàñ÷åò òðàíñôîðìàòîðîâ». - Ìîñêâà: Ýíåðãèÿ. 1976ã.
. «Èñòî÷íèêè ýëåêòðîïèòàíèÿ íà ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðàõ»/ Ñ.Ä. Äîäèê, Þ.ß. Äóñàâèöêèé, Ê. Á. Ìàçåëü è ïð. Ïîä ðåäàêöèåé Ñ.Ä. Äîäèêà è Å.È. Ãàëüïåðèíà. - Ìîñêâà: Ñîâåòñêîå ðàäèî 1969ã.
. Âåêñëåð Ã.Ñ. «Ðàñ÷åò ýëåêòðîïèòàþùèõ óñòðîéñòâ» - Êèåâ: Òåõíèêà. 1978ã.
. Êàëàíòàðîâ Ï.Ë., Öåéòëèí Ë.À. «Ðàñ÷åò èíäóêòèâíîñòåé». - Ëåíèíãðàä: Ýíåðãèÿ. 1970ã.
. Ñïðàâî÷íèê. «Ýëåêòðè÷åñêèå ìàøèíû Ò.1» Ïîä ðåäàêöèåé Òèìîøåíêî Â.Ì. - Ìîñêâà: Ýíåðãèÿ. 1980ã.
Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru
Больше работ по теме:
Предмет: Физика
Тип работы: Курсовая работа (т)
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ