Проверочный расчет параметров силового трансформатора

1) Фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора определяется по формуле

U₂ = K_н × K_u × K _a × K_r × U_dн,

 

где U_{d н} - номинальное значение выпрямленного напряжения нагрузки. В расчетах берется значение при максимальном открывании вентилей, т.е. при a=a_мин;

К_н - коэффициент схемы, определяющий связь между выпрямленным напряжением и фазным напряжением на вторичной стороне трансформатора. Для заданной схемы выпрямления К_н =1,114;

К _u - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения в сети. Согласно исходных данных, K_u =1,15;

K _a - коэффициент запаса, учитывающий ограничение угла открывания вентилей при максимальном управляющем сигнале. Принимаем K _a =1,2;

K_r - коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора, вентилях и в результате коммутации токов. Принимаем K_r =1,05.

Определим максимальное значение выпрямленного напряжения, которое можно получить на нагрузке при α=0 в результате использования имеющегося в наличии трансформатора, обеспечивающего питанием учебную лабораторию

.

 

Полученное значение напряжения соответствует заданному в исходных данных значению U_Н = 110В.

) Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора I ₂ = K_i × K_{T 2} × I_{d 0,} где K_i - коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной. По экспериментальным данным принимаем K_i =1,05; К_Т2 - коэффициент схемы, определяющий связь между выпрямленным током и переменным током вторичной обмотки трансформатора. Для заданной схемы выпрямления К_Т2 = 0,707. I_{d 0} - выпрямленный ток нагрузки. В расчетах берем наибольшее значение тока. Принимаем I_{d 0} = 10 А.

 

 

Для заданных исходных данных значение I ₂ равно

) Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора

 

 

где K_i - коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной. Принимаем K_i =1,05;

К_Т1 - коэффициент схемы, определяющий связь между выпрямленным током и переменным током первичной обмотки трансформатора. Для заданной схемы выпрямления К_Т1 =1;

K _ТР - коэффициент трансформации трансформатора,

K _ТР = U ₁ / U ₂ = 220 /127 = 1,73;

 

После подстановки численных значений получим

 

 

) Расчетная типовая мощность силового трансформатора

 

где K _Т - коэффициент схемы. Для заданной схемы выпрямления К_Т = 1,34 (для активно-индуктивной нагрузки).

После подстановки численных значений:

S _тр = 1,34∙110∙50 = 7370 (Вт).

 

Выбор типа вентилей

1) Среднее значение тока вентиля

где К _TB - коэффициент схемы. Для данной схемы К _TB = 0.5.

2) Классификационное значение предельного тока вентиля, указываемое в справочниках, определяется по формуле

 

 

где К_ЗТ - коэффициент запаса по току, выбираемый исходя из надежности работы вентиля и с учетом пусковых токов.

Обычно К_ЗТ = 1,25.

После подстановки численных значений получим

 

 

) Максимальная величина обратного напряжения, прикладываемого к вентилю, определяются по формуле

 

 

где К _HB - коэффициент схемы, для мостового однофазного выпрямителя К _HB =1,41;

 

.

 

Повторяющееся напряжение, определяющее класс вентиля, выбирается с запасом

U _П ³ U _ВМ / K _ЗН,

где К_ЗН - коэффициент запаса по напряжению. Рекомендуется принимать К_ЗН = 0,8.

U _п ³ 155,1/ 0,8 =193,875B.

 

На основании полученных соотношений по справочнику выбираем оптотиристор ТО125-12,5 четвертого класса по напряжению.

Основные параметры выбранного тиристора приведены в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1

Тип прибора	Iа. ср, А	U0,В	RД, мОм	UУ0,В	IУ0,А	tВКЛ, мкс	RT, °С/Вт
ТО125-12,5	12,5	0,92	13,4	3	0,1	10	1,5