Выбор электродвигателя Моделирование и анализ электронных схем Основы электротехники Методические указания Основы электроники Лабораторные работы Основы теории цепей

Расчетное задание Элементы проектирования электропривода

Для приближенного расчета переменной составляющей тока всех вентилей

, проходящей через выходной конденсатор выпрямителя, воспользуемся формулой (2.17). Действующее значение первой гармоники тока через конденсатор на частоте =100 Гц:

 (А)

Следовательно, допустимое действующее значение тока пульсации  для выбранного типа ЭК должно составлять не менее 1,2 А при максимальной рабочей температуре ЭК и частоте 100 Гц.

19. Напряжение холостого хода выпрямителя (2.25):

 (В)

 По данным таблицы 1.2 выбираем стандартный номинал рабочего напряжения ЭК  = 80 В.

Решение задачи по теме «Трехфазные трансформаторы» Условие задачи. В трехфазном двухобмоточном трансформаторе с соедин­ением обмоток по схеме Y/D заданы номинальные параметры: мощность Sн; линейное напряжение первичной обмотки U1н; линейное напряжение вторичной обмотки U2н; мощность потерь короткого замыкания Рк; напряжение короткого замыкания uк; ток холостого хода i0; кпд при коэффициенте нагрузки b = 0.5 и соs j2 = 0.8.

20. Найдем требуемый тип ЭК, при этом будем исходить из = 80В и емкости С ≥ 2400 мкФ. В окне задания требуемых параметров ЭК выбираем   = 80 В, ближайшее значение к требуемой емкости - 2700 мкФ. Данным поиска отвечают только ЭК серии B41231, имеющие допуск по емкости M (±20%). В окне вывода результатов поиска (show results) сохраняем файл технической документации в формате pdf. В файле документации [17] находим данные ЭК на  = 80 В и С = 2700 мкФ (рис. 2.14, а), там же приводятся зависимости коэффициента пересчета (frequency factor) от частоты (рис. 2.14,б).

Получим для ЭК с габаритами D = 22 мм, L = 40 мм:

(100 Гц, 60º С) =(120 Гц, 60º С) == 5,25 А,

(100 Гц, 85º С) = (120 Гц, 85º С) == 3,75 А.

 Таким образом, данный ЭК обладает завышенными параметрами по току пульсации: 5,25 А / 1,2 А = 4,375.

Выберем ЭК для случая параллельного соединения:

= 2400 / 4 = 600 мкФ,

т.е. требуется ЭК емкостью 560 мкФ (N = 5, = 2800 мкФ) или 680мкФ (N=4, = 2720 мкФ). Поскольку ЭК требуемой емкости на  = 80 Данным поиска:  = 80 В, С = 680 (или 560) мкФ - отвечают только ЭК серии B41042, имеющие допуск по емкости M (±20%). В файле документации [25] находим данные ЭК на  = 80В (рис. 2.15).

 а) б)

Рис. 2.14. Данные ЭК серии B41231 на  = 80 В.

Рис. 2.15. Данные ЭК серии B41042 на  = 80 В.

 

ЭК серии B41042 (680 мкФ, D = 16 мм, L = 40 мм), по сравнению с ЭК серии B41231 (2700 мкФ, D = 22 мм, L = 40 мм), при меньшей емкости имеет сходные габариты и ток пульсации:

(100 Гц, 85º С) = (100 кГц, 105º С) =   2,9 А.

В этом случае целесообразно, с точки зрения минимизации габаритов и веса ФУ, выбрать единичный конденсатор серии B41231.

Обратимся к каталогам других производителей ЭК. Данные пригодных ЭК на требуемое  = 80 В с емкостями ближайшими к С ≥ 2400 мкФ сведены в таблицу 2.4.

В каталоге Evox Rifa в большинстве серий номинал 80 В отсутствует, т.е. после ЭК на  = 63 В сразу идут ЭК на  = 100 В.

 Таблица 2.4.

Фирма

Серия

, В

С, мкФ

, А

Габариты

D x L, мм

Hitachi AIC

HCGH

под “винт”

80

3 300

3,0 (120 Гц, 105º С)

36 x 83

HP3

“snap-in”

80

3 300

1,80 (120 Гц, 85º С)

22 x 50

1,72 (120 Гц, 85º С)

25 x 40

1,65 (120 Гц, 85º С)

30 x 30

35 x 25

HU3

“snap-in”

80

3 300

1,19 (120 Гц, 105º С)

25 x 50

1,11 (120 Гц, 105º С)

35 x 30

Hitano

EHL

80

3 300

1,91 (120 Гц, 105º С)

30 x 50,

35 x 40

Сравнивая параметры ЭК разных производителей, окончательно выбираем ЭК серии B41231 (EPCOS) емкостью C = 2700 мкФ и обладающего, при схожих габаритах, лучшим запасом по току: (100 Гц, 85º С) = 3,75 А. Для определения срока службы ЭК воспользуемся технической документацией [17], в которой приведены зависимости срока службы от параметров режима работы ЭК (рис. 2.16). Здесь (рис. 2.16) срок службы определяется исходя из токовых нагрузок и температуры окружающей среды .

Для данного примера:

(100 Гц) /(100 Гц, 85º С) = 1,2 / 3,75 = 0,32

 При  = 50º С получим срок службы  больше 30 000 часов, точнее определить значение срока службы диаграмма рис. 2.16 не позволяет.

Более точное значение срока службы данного ЭК можно определить по другой методике. Поскольку для ЭК известен (120 Гц, 20º C) = 0,20 (см. рис. 2.14, a) при этом 11,3º, то из формулы (1.14) получим:

(120 Гц, 20º C) =  =  0,1 (Ом)

Рис. 2.16. Диаграммы зависимости срока службы ЭК от токовых нагрузок и температуры окружающей среды .

 График частотной зависимости  для ЭК серии B41231 приведен в его технических данных [17] (рис. 2.17). Поскольку (120 Гц)/ (100 Гц)  0,98 (рис. 2.17), то в дальнейших расчетах примем (100 Гц, 20º C) = 0,1 Ом.

Рис. 2.17. Частотные зависимости  для ЭК серии B41231.

В файле документации [17] на серию B41231 данные о коэффициентах пересчета по температуре  для  отсутствуют, но поскольку в области рабочих температур от 20˚С до 85˚С величина  меняется незначительно от номинальной и в сторону уменьшения (см. данные риc. 1.15), то будем считать (100 Гц, 20º - 85ºC) = 0,1 Ом. В этом случае будем иметь запас по мощности потерь.

Мощность потерь в ЭК согласно формуле (1.15):

 = 0,144 (Вт)

Согласно данным рис. 1.16 для ЭК с габаритами D = 22 мм, L = 40 мм – тепловое сопротивление порядка  = 19 ºС/Вт (при V = 0,5 м/сек). Тогда при = 50º С из формулы (1.17) получим:

3º C,

= 50º + 3º = 53º C.

 

 Воспользуемся формулой (1.18) для оценки срока службы данного ЭК при  = 50º С:

Здесь = 85º С,  = 2000 часов, рабочее напряжение  В.

 При  = 40º С - срок службы ЭК увеличится ровно в 2 раза:

Порядок разработки проектной документации регламентируется строительными нормами [3]. Деятельность проектировщиков непосредственно связана с термином "система", являющимся одним из фундаментальных понятий современной науки. Система (от греч. systema - целое, составленное из частей; соединение) - это множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство. Согласно данному определению, любой объект может рассматриваться как система.
Вернуться на главную сайта