ж, реактивна енергія з боку извлекаемой з її користі є марною, але іноді навіть перевищує активну, що прямо впливає на працездатність та обслуговування таких установок [13]. У нашій схемі компенсатор дозволить розвантажити силові ключі від реактивних струмів.
Рисунок 3.2 - Залежність потужності в коливальному контурі від частоти
3.2 Розрахунок компенсатора реактивної потужності
Для вибору встановлюваних конденсаторів як компенсатори реактивної потужності, необхідно обчислити кількісне значення цієї потужності. За методикою [14] визначимо значення реактивної потужності за формулою:
де ? 1 - кут коефіцієнта навантаження без компенсації реактивної потужності, ел. град .;
? 2 - планований кут коефіцієнта навантаження з компенсацією, ел. град.
Виходячи з досвідчених даних [9,15], коефіцієнт потужності без компенсації реактивної потужності (особливо на високих частотах або при великих потужностях) дуже малий, часом здатний досягати значення cos ( ? )= 0.2, але зазвичай приймається в межах 0.5.0.6. У даному курсовому проекті приймемо найгірше значення із заданого межі, тобто cos ( ? 1 )= 0.5. Як відзначають сучасні видання, коефіцієнт потужності сучасних транзисторних установок досить таки високий і варіюється в околиці значення cos ( ? )= 0.9. Однак для розрахунків приймемо менш хороший результат і припустимо, що отриманий коефіцієнт навантаження дорівнює cos ( ? 1 )= 0.8.
Отже, отримуємо значення:
Потім нам необхідно визначити сумарну ємність компенсуючого пристрою. Це значення ми обчислимо з виразу:
Висловлюючи з рівності параметр C і підставляючи відомі дані, отримуємо:
В якості конденсаторів для установки приймемо ряд паралельно включених спеціальних конденсаторів E50. N23-344N50-320 і E50. N23-344N50-60 виробника Electronicon [16] номіналами 320 і 60МКФ відповідно. Конденсатори призначені на напруги 900В, не створюють паразитних високочастотних зв'язків з індуктивним навантаженням і мають діапазон робочих частот, що охоплює мегагерцовую позначку.
Так як переважно реактивна енергія проходить через електронні ключі, а не циркулює в коливальному контурі, конденсаторну установку підключимо паралельно перетворювальної мосту, як показано на малюнку 3.3.
Малюнок 3.3 - Підключення компенсатора реактивної потужності
3.3 Розрахунок і вибір елементів перетворювача частоти
Виберемо силові транзистори для перетворювача частоти. Важливими параметрами для вибору вентилів є: напруга, що прикладається до ключа, значення струму колектора, а також частота перемикання.
У пропонованій нами схемі випрямлена напруга і струм ділиться між двома силовими приладами, але для виключення збою роботи компенсатора реактивної потужності або у випадку протікання неврахованих з яких-небудь причин реактивних токах, виберемо транзистори з великим запасом.
До установці виберемо транзистори IRGS30B60K фірми International Rectifier [17] і перевіримо, чи зможе він працювати в проектованих умовах. Технічні характеристики наведені в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 - Технічні характеристики силових транзисторів.
ПараметрЗначеніеМаксімальное напруга переходу колектор-емітер, В600ВДействующее значення струму при температурах 25 ° і 100 ° С, А78, 50Максімальная потужність розсіювання корпусом, Вт370Максімальное час затримки вимкнення, С200 · 10 - 9 Максимальний час спаду, с40 · 10 - 9 Діапазон робочих температур, ° С - 55.175Паразітная індуктивність переходу, Гн7.5 · 10 - 9
Визначимо з графіка на малюнку 3.4 залежно падіння напруги на транзисторі від напруги затвор-емітер.
Падіння напруги одно: Далі, визначимо з графіка на малюнку 3.5 енергію включення і виключення транзистора.
Ці значення рівні:
-
-
Також, для визначення температури кристала під час роботи транзистора, визначимо термічний коефіцієнт в сталому режимі із залежності.
Малюнок 3.4 - Залежність падіння напруг...
