Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов
Ознакомление с традиционной схемой заряда накопительной емкости. Определение основного недостатка зарядных выпрямителей с активным токоограничивающим сопротивлением. Рассмотрение и характеристика графиков зарядного тока и напряжения на конденсаторе.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.09.2018 |
| Размер файла | 421,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Севастопольский национальный технический университет
ООО «Инвеста»
Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов
УДК 621.314
Гилев А.А.
Данилов В.Н.
Рекомендована к печати д.т.н., проф. Родькиным Д.Й.
Севастополь 25.04.2006
Введение
В настоящее время для питания быстродействующих приводов электрических аппаратов широкое применение находят емкостные накопители энергии (ЕНЭ), которые позволяют получить импульсы тока большой амплитуды (10 кА и выше) [1]. При значительной величине запасаемой энергии и ограниченном времени заряда возникает вопрос об определении минимально необходимой мощности источника питания, обеспечивающего заряд ЕНЭ за требуемое время.
Традиционная схема заряда накопительной емкости представлена на рис. 1.
Рисунок 1- Общепринятая схема заряда ЕНЭ: 1 - силовой трансформатор; 2 - выпрямительный мост; 3- балластный резистор; 4- накопительная емкость
Балластное сопротивление используется для ограничения максимального тока заряда при работе на разряженную емкость.
Основным недостатком зарядных выпрямителей с активным токоограничивающим сопротивлением является низкий коэффициент полезного действия заряда. Если процесс заряда осуществляется от источника постоянного напряжения и параметр зарядной цепи удовлетворяет соотношению , где L - эквивалентная индуктивность обмоток трансформатора и соединительных проводов, то КПД не может превышать 50% [2].
Кроме того в связи с необходимостью обеспечения автоматического повторного включения (АПВ) выключателя, к цепи заряда ЕНЭ предъявляется дополнительное требование длительности процесса заряда конденсатора, при котором время переходного процесса не должно превышать 0,3 с (длительность первой паузы АПВ).
Наличие в цепи заряда активного сопротивления Rб ведет к снижению интенсивности роста напряжения Uс.
Цель работы - разработка импульсного устройства заряда емкостных накопителей энергии для обеспечения высокого КПД и минимизации времени заряда.
Материал и результаты исследований
Для решения сформулированной выше задачи представляется целесообразным использовать для заряда ЕНЭ однотактного преобразователя с обратным включением выпрямительного диода.
Предлагаемая схема заряда ЕНЭ представлена на рис. 2.
Рисунок 2 - Предлагаемая схема заряда ЕНЭ
Схема работает следующим образом. Система управления (СУ) обеспечивают поочередное отпирание и запирание полевого транзистора VT. Трансформатор TV накапливает энергию в сердечнике в период открытого состояния транзистора VT и протекания тока через первичную обмотку W1. В это время диод VD5 оказывается запертым приложенным к нему напряжением с обмотки W2. При запирании транзистора VT напряжения, индуцируемое магнитным потоком на обмотке W2 меняет знак и начинает быстро нарастать по абсолютному значению.
Когда напряжение на обмотке W2 достигает значения, равного напряжению Uс на емкости диод VD5 отпирается и конденсатор начинает заряжаться далее, замедляя дальнейший рост индуцируемого напряжения.
В данной схеме транзистор VT и диод VD5 отпираются поочередно, причем транзистор всегда работает в ключевом режиме, независимо от состояния заряда емкостного накопителя С. Это обеспечивает нечувствительность схемы к режиму короткого замыкания в цепи нагрузки, что дает возможность избавиться от балластного резистора.
Предлагаемая схема позволяет заряжать емкостной накопитель с минимальным временем заряда и максимальным КПД. В период времени от 0 до tраз система управления формирует управляющие сигналы для транзистора VT, обеспечивающие работу преобразователя на максимальной частоте (20...25 кГц).
При достижении UC=Uзад. преобразователь переходит в ждущий режим и одиночными импульсами зарядного тока компенсирует саморазряд емкостного накопителя или его разряд по цепям управления.
На рис. 3 представлена система управления зарядным устройством.
Рисунок 3 - Принципиальная схема системы управления зарядного устройства
Cхема управления с помощью интегрального таймера D1 формирует последовательность импульсов, открывающих ключевой транзистор преобразователя. Количество витков обмотки обратной связи (Wо.с.) рассчитано так, что при достижении напряжения +2000В на накопительной емкости, стабилитрон VD1 пробивается и открывшийся транзистор VT1 блокирует формирование импульсов управления на время, определяемое величинами импульсов R5 и С3 (постоянная времени цепи ОС). Таким образом осуществляется стабилизация напряжения на накопительной емкости.
Графики тока и напряжения будут иметь вид, представленный на рис. 4.
а)
б)
Рисунок 4 - Графики зарядного тока (а) и напряжения (б) на конденсаторе при использовании предлагаемого преобразователя
Благодаря тому, что преобразователь работает на достаточно высокой частоте, это позволяет значительно улучшить массогабаритные показатели трансформатора по сравнению с традиционной схемой.
Применяемый полевой транзистор с изолированным затвором обладает хорошими ключевыми свойствами из-за отсутствия запаздывания вследствие рассасывания неосновных носителей и минимальными затратами на управление им, что значительно упрощает выходные цепи системы управления преобразователями. заряд токоограничивающий конденсатор
Выводы
Описанная выше схема заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электрических аппаратов по сравнению с традиционной обладает следующими преимуществами:
- обеспечение режима АПВ аппаратами с приводами, питающимися от ЕНЭ;
- повышение КПД зарядного устройства;
- снижение массо-габаритных показателей силового трансформатора.
Литература
1. Копачков А.Р. К вопросу о стабилизации тока заряда емкостного накопителя индукционно-динамического привода синхронного выключателя высокого напряжения // Электричество, -- 1987, №2. С. 8-13.
2. Воробьев А.А. и др. КПД зарядки емкостного накопителя // Из. вуз. Электромеханика, -- 1968, №12. С. 1303-1310.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение объёма взрываемой породы. Определение массы шпурового заряда. Определение площади поперечного сечения выработки, приходящийся на 1 шпур. Выбор вида предохранительной среды. Вид и конструкция забойки. Сигнализация при взрывных работах.
курсовая работа [294,9 K], добавлен 01.11.2014Устройства контроля и автоматического управления в промышленности. Аккумуляторы: разработка структурной, функциональной и электрической принципиальных схем системы контроля и проверки зарядных станций. Безопасность жизнедеятельности на производстве.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 28.08.2012Исходные данные и технические характеристики станка; разработка электрической схемы. Расчет мощности электродвигателей приводов. Обоснование выбора электроаппаратов управления и пускозащитной аппаратуры. Монтаж и наладка электрооборудования станка.
курсовая работа [646,3 K], добавлен 23.08.2013Технические характеристики проектируемого станка и его функциональные особенности. Разработка и описание электрической схемы. Расчет мощности электродвигателей приводов, пускозащитной аппаратуры, электроаппаратов управления. Монтаж и наладка станка.
курсовая работа [38,3 K], добавлен 08.02.2014Конструкторский анализ электрической схемы. Анализ элементной базы по условиям эксплуатации. Разукрупнение схемы изделия. Блок зарядного устройства: наименование, назначение и область применения изделия, основание, источник, цели и задачи для разработки.
курсовая работа [276,0 K], добавлен 20.07.2012Тип подъемника, назначение, его технические данные. Расчет мощности электродвигателей приводов механизма. Циклограмма работы электроприводов и цепи управления. Выбор питающего напряжения и рода тока. Возможные неисправности в работе схемы управления.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 18.11.2016Расчeт и выбор элeктрооборудования круглошлифовального станка 3А243. Кинематическая схема и назначение приводов. Расчет мощности электродвигателей механизма, питающего напряжения, рода тока. Выбор кабелей, трансформаторов управления и защитной аппаратуры.
дипломная работа [620,4 K], добавлен 18.11.2016Расчет фазного напряжения, фазного тока и активной мощности цепи. Построение векторных диаграммы напряжений и токов. Определение коэффициента полезного действия трансформатора. Схема двухпериодного выпрямителя. Устройство полупроводникового транзистора.
контрольная работа [919,9 K], добавлен 30.09.2013Ознакомление со схемой разрыхлительно-очистительного агрегата. Рассмотрение устройства и назначения автоматического кипоразрыхлителя, дозирующего бункера, наклонных очистителей и трепальной машины. Расчет производительности педального регулятора.
реферат [965,6 K], добавлен 20.08.2014Схемы выпрямителей трехфазного питания с нулевым выводом и использованием импульсных преобразователей. Нахождение выражения для тока и обратные изображения Лапласа. Расчет силовой части и переходного процесса, определение описывающей его функции.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.07.2010Трещина в конструкции. Коэффициент концентрации напряжений. Критерий Гриффитса. Скорость высвобождения упругой энергии. Напряжения при наличии трещин в материале. Проведение испытания образцов. Энергий разрушения. Определение удельной энергии разрушения.
отчет по практике [583,0 K], добавлен 17.11.2015Выбор твердого ракетного топлива и формы заряда ракетного двигателя, расчет их основных характеристик. Определение параметров воспламенителя и соплового блока. Вычисление изменения газового потока по длине сопла. Расчет элементов конструкции двигателя.
курсовая работа [329,8 K], добавлен 24.03.2013Основы теории обработки результатов измерений. Влияние корреляции на суммарную погрешность измерения тока косвенным методом, путём прямых измерений напряжения и силы тока. Алгоритм расчёта суммарной погрешности потребляемой мощности переменного тока.
курсовая работа [132,9 K], добавлен 17.03.2015Расчет требуемого момента двигателя при подъеме и спуске груза с установившейся скоростью. Ознакомление с кинематической схемой грузоподъемной лебедки. Определение и анализ величины тормозного момента двигателя, необходимого для остановки станка.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 03.11.2022Определение периодической, апериодической составляющих тока симметричного короткого замыкания, ударного тока короткого замыкания, отдельных составляющих несимметричного короткого замыкания. Вычисление напряжения, построение его векторной диаграммы.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 17.08.2009Эволюция традиционных методов проектирования. Электрооборудование электрических сетей, области применения. Электрические коммутационные аппараты. Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Комплектные распределительные устройства и проектирование.
курс лекций [895,2 K], добавлен 29.03.2009Отказ как полное или частичное отсутствие детонации заряда. Заряды, не взорвавшиеся по причинам технического характера. Виды отказов, их классификация по внешним признакам, периодичности проявления. Основные причины отказов, особенности их предупреждения.
презентация [34,1 K], добавлен 23.07.2013Изменение кинематики приводов подач вальцешлифовального станка. Замена устаревших ДПТ на современные высокомоментные синхронные двигатели. Определение скорости рабочего и быстрого ходов. Момент инерции вала. Электрическая схема управления станка.
дипломная работа [143,1 K], добавлен 03.04.2011Расчет паспорта буровзрывных работ, график организации. Расход и величина оптимального значения заряда ВВ. Оценка местного проветривания выработки. Уборка породы. Возведение постоянной крепи, водоотлива. Настилка рельсовых путей. Наращивание коммуникаций.
контрольная работа [76,9 K], добавлен 26.08.2013Элементарная теория вольт–фарадных характеристик МДП-структур. Область пространственного заряда полупроводника. Вольт-фарадные характеристики идеальной и реальной МДП-структуры. Эффект памяти в металл-сегнетоэлектрик-полупроводниковых структурах.
контрольная работа [214,3 K], добавлен 12.02.2016
