Генератор импульсных токов
Емкостные накопители энергии как батарея конденсаторов, которая после зарядки с помощью коммутирующих приборов разряжается на нагрузку. Общая характеристика принципиальной схемы генератора импульсных токов. Этапы расчета индуктивности сборных шин.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.03.2020 |
| Размер файла | 1,3 M |
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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Генератор импульсных токов
Введение
В высоковольтной импульсной технике для получения большой импульсной мощности широко используются емкостные накопители энергии, представляющие собой батарею конденсаторов, которая после зарядки с помощью коммутирующих приборов разряжается на нагрузку. Типичным представителем этого класса установок является генератор импульсных токов (ГИТ).
C1,С2,…,СN- ёмкости конденсаторов модулей. S1,S2,…,SN-коммутаторы. На основании принципиальной схемы ГИТ можно составить эквивалентную схему (Рис.1.2.).
Расчет параметров генератора импульсных токов
Исходные данные:
Таблица 1. Генератор импульсных токов для формирования ударной волны в ферромагнитных материалах.
|
, кА |
С,мкФ |
T,мкс |
U,кВ |
, нГн |
||
|
500 |
20 |
10 |
50 |
1,7/1,3 |
0 |
1. Расчет энергии генератора:
Определим собственную индуктивность генератора:
Зная индуктивность, найдем волновое сопротивление контура:
Рис.2 Затухающий импульс
Далее из известного соотношения соседних амплитуд тока, рассчитаем сопротивление контура:
Находим собственную частоту контура:
Колебательный режим разряда при , то есть , тогда частота затухающих колебаний:
Период затухающих колебаний:
Зная амплитуду тока в момент времени найдём :
Вторая амплитуда тока:
Посчитаем энергию контура в момент максимума тока:
Для полного заполнения таблицы необходимо найти численное значение частоты из соотношения:
Выбор конденсаторов для ГИТ:
По определенной ёмкости, энергии генератора и классу напряжения необходимо подобрать конденсаторы.
При выборе конденсаторов для высоковольтной импульсной установки на первый план обычно выдвигается требование малой индуктивности и высокой удельной энергоемкости. Выберем один вид конденсаторов, наиболее удовлетворяющих нашим условиям.
Таблица 2. Параметры выбранного конденсатора:
Рис.3 Геометрические параметры выбранного конденсатора
Для обеспечения заданных параметров генератора необходимо взять 8 конденсаторов. Их общая емкость составляет 24 мкФ, что, с учетом погрешности, удовлетворяет заданным параметрам.
Общая индуктивность
Выбор разрядника
Наиболее подходящий вариант, исходя из наших параметров,- вакуумный разрядник с секционированным корпусом.
Характеристики разрядника:
Простейший вакуумный разрядник - это цилиндрическая камера из изолирующего материала, закрытая с торцов металлическими дисковыми электродами 1 (рис.4). Откачка разрядника осуществляется через отверстие в одном из цилиндров. Различают секционированные и несекционированные разрядники. Секционированный разрядный промежуток разделен металлическими перегородками на несколько небольших последовательно включенных промежутков. Давление в разряднике порядка (0,1-1)Па. Материал изоляционного корпуса - оргстекло, так как оно способно самоочищаться. Поэтому разрядник сохраняет высокое значение статического разрядного напряжения.
Вакуумные разрядники имеют:
· Широкий диапазон работы по напряжению при относительно малых . Поэтому их можно использовать при параллельном включении в основном режиме и режиме кроубар;
· Малую индуктивность из-за объемного характера разряда в процессе коммутации;
· Возможность многократной коммутации больших разрядных токов (около 1 МА), так как при имеющей место плотности тока на электродах их эрозия невелика.
Рис. 5. Сборная шина
На рис 5:
b - ширина сборной шины,
l - длина сборной шины;
q -длина участка шины от центра крепления конденсатора;
- радиус крепления вывода конденсатора;
Для крепления конденсаторов применяются плоские шины, имеющие форму полосы, соединенные проводником радиуса . Для того, чтобы ток к разряднику подтекал равномерно используется трапецеидальная шина, а для согласования шины с разрядником применяется прямоугольный участок (рис. 6).
Рис 6. Плоская шина с постоянной плотностью тока на участках токопровода и токосъема.
Расчёт индуктивности сборных шин
Индуктивность шины складывается из индуктивности прямоугольного участка шины к которому крепятся конденсаторы ,трапецеидального участка к которому присоединяется разрядник и прямоугольного участка, к которому крепятся секции с конденсаторами: .
Рассчитаем индуктивность отдельных участков сборных шин:
Расположение конденсаторов на сборных шинах показано на Рис.5.
Рис.7. расположение конденсаторов на сборных шинах
1)Найдем индуктивность четырех таких секций, параллельно подключенных к прямоугольному участку:
l=0,628
b=0,314
g=0,157
=0,093
2)Найдем индуктивность прямоугольной полосовой шины, к которой крепятся секции с конденсаторами и трапецеидальная шина с разрядником:
b=0,5
генератор ток зарядка
3)Найдем индуктивность трапецеидальных шин:
Рис.8. Схематичная компоновка ГИТ
Импульс силы, действующей на прямоугольные шины:
P
Импульс силы, действующей на трапецеидальные шины: P=3.7
Определение индуктивности ГИТ
Определим общую индуктивность нашего ГИТ с учетом реальных параметров:
C учетом полученных значений индуктивности и емкости ГИТ, пересчитаем его параметры:
T=6,1
R=0,006
I=9,6
В результате имеем ГИТ со следующими параметрами:
L Гн
C Ф
U кВ
МА
T мкс
W Дж
Заключение
генератор ток зарядка
В курсовом проекте были рассчитаны параметры генератора импульсных токов (ГИТ), были выбраны конденсаторы, удовлетворяющие параметрам ГИТ. Так же были подобраны шины и рассчитаны их индуктивности. Был произведен расчет сопротивлений всех элементов ГИТ. Был осуществлен перерасчёт значения КПД и амплитуды тока.
Библиографический список
генератор ток зарядка
1.Шнеерсон, Г.А. Расчеты параметров цепей разряда емкостных накопителей энергии / Г.А.Шнеерсон. - Л.: ЛПИ, 1980.
2.Бельков, Е.П. Генератор импульсного тока: метод. указания по курсовому проектированию по высоковольтной импульсной технике / Е.П.Бельков. - Л.: ЛПИ, 1989.
3.Техника больших импульсных токов и магнитных полей / под общ. ред. В.С.Комелькова. - М.: Атомиздат, 1970.
4.Бельков, Е.П. Высоковольтные импульсные установки: метод. указания по курсовому проектированию по высоковольтной импульсной технике / Е.П.Бельков. - Л.: ЛПИ, 1987.
5.Кизеветтер, В.Е. Изоляция установок высокого напряжения: учебник для вузов / В.Е. Кизеветтер, Г.С. Кучинский, Ю.С. Пинталь; под общ. ред. Г.С. Кучинского. - М.: Энергоатомиздат, 1980.
6.Чунихин, А.А. Электрические аппараты: учебник для энергетических и электротехнических институтов и факультетов / А.А.Чунихин. - М.: Энергия, 1975.
7.Бидерман, В.Л. Теория механических колебаний: учебник для вузов/ В.Л.Бидерман. - М.: Высш. шк., 1980.
8.Иосилевич, Г.Б. Прикладная механика: учебник для студентов вузов / Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985.
9.Шилов, С.В. Расчет и конструирование емкостного накопителя энергии: метод. указания к курсовому проекту / С.В.Шилов. - Иваново, 2001.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет режима работы генератора импульса токов на эквивалентное сопротивление нагрузки. Расчет конденсатора, зарядного устройства, трансформатора, выпрямителя, индуктивно-емкостного преобразователя. Определение электроэрозионной стойкости разрядника.
курсовая работа [439,3 K], добавлен 18.10.2013Теоретический анализ основных контуров газонаполненного генератора импульсных напряжений, собранного по схеме Аркадьева-Мракса. Расчет разрядной схемы ГИН, разрядного контура на апериодичность. Измерение тока и напряжения ГИНа. Конструктивное исполнение.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.04.2011Составление на основе законов Кирхгофа системы уравнений для расчета токов в ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы методом контурных токов. Расчет системы уравнений методом определителей. Определение тока методом эквивалентного генератора.
контрольная работа [219,2 K], добавлен 08.03.2011Выбор схемы генератора импульсов напряжения и общей компоновки конструкции. Расчет разрядного контура генератора, разрядных, фронтовых и демпферных сопротивлений, коммутаторов импульсной испытательной установки. Разработка схемы управления установкой.
курсовая работа [904,3 K], добавлен 29.11.2012Применение метода контурных токов для расчета электрических схем. Алгоритм составления уравнений, порядок расчета. Метод узловых потенциалов. Определение тока только в одной ветви с помощью метода эквивалентного генератора. Разделение схемы на подсхемы.
презентация [756,4 K], добавлен 16.10.2013Выбор силовых полупроводниковых приборов проектируемого выпрямителя. Расчет и выбор элементов пассивной защиты силовых приборов от аварийных токов и перенапряжений и сглаживающего дросселя. Расчет генератора развертываемого напряжения и компаратора.
курсовая работа [732,8 K], добавлен 10.01.2017Определение токов и напряжения на всех участках исследуемой цепи. Составление баланса активных мощностей. Построение векторной диаграммы токов и напряжений. Разложение системы токов генератора на симметричные составляющие аналитически и графически.
задача [812,5 K], добавлен 03.06.2010Технико-экономическое обоснование главной схемы электрических соединений ТЕЦ, выбор ее генераторов, трансформаторов, измерительных приборов, распределительных устройств и релейной защиты. Расчет токов короткого замыкания аппаратов и токоведущих частей.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.06.2011Порядок расчета токов методом преобразования, изображение графа схемы и способы ее упрощения. Сущность метода узловых напряжений. Составление баланса мощностей, особенности определения напряжения и тока в резисторе методом эквивалентного генератора.
контрольная работа [563,3 K], добавлен 17.05.2011Порядок расчета цепи постоянного тока. Расчет токов в ветвях с использованием законов Кирхгофа, методов контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора. Составление баланса мощностей и потенциальной диаграммы, схемы преобразования.
курсовая работа [114,7 K], добавлен 17.10.2009Свойства и характеристики синхронного генератора. Потеря энергии при преобразовании в синхронном генераторе механической энергии в электрическую. Устойчивость и увеличение перегрузочной способности генератора. Особенности параллельной работы генератора.
реферат [206,4 K], добавлен 14.10.2010Расчет и выбор элементов пассивной защиты силовых полупроводниковых приборов от аварийных токов и перенапряжений. Выбор цифровых и аналоговых интегральных микросхем. Расчет генератора высокочастотных импульсов. Внешняя характеристика выпрямителя.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.04.2012Краткий обзор методик измерения токов, напряжений, потенциалов. Опытная проверка законов Кирхгофа и принципа наложения. Расчет токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора. Построение потенциальной диаграммы и составление баланса мощностей.
курсовая работа [343,3 K], добавлен 09.02.2013Аналитические способы определения токов короткого замыкания в реальных трехфазных системах электроснабжения с использованием нескольких генераторов, с учетом влияния нагрузки от потребителей. Примеры вычисления токов КЗ по различным параметрам системы.
презентация [113,2 K], добавлен 30.10.2013Выбор основного оборудования электрической части ТЭЦ: генераторов, трансформаторов связи, блочного трансформатора. Расчет параметров схемы замещения, токов короткого замыкания в контрольных точках. Сопротивление обратной и нулевой последовательности.
курсовая работа [999,3 K], добавлен 15.03.2012Использование переходных и импульсных характеристик для расчета переходных процессов при нулевых начальных условиях и импульсных воздействиях на линейные пассивные цепи. Сущность и особенности использования интеграла Дюамеля и метода переменных состояний.
презентация [270,7 K], добавлен 28.10.2013Расчет линейной и трехфазной электрической цепи: определение токов в ветвях методами контурных токов и эквивалентного генератора; комплексные действующие значения токов в ветвях. Схема включения приёмников; баланс активных, реактивных и полных мощностей.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 31.08.2012Расчет заданной схемы по законам Кирхгофа. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Уравнение баланса мощностей, проверка его подстановкой числовых значений. Комплексные действующие значения токов в ветвях схемы. Построение векторных диаграмм.
контрольная работа [736,7 K], добавлен 11.01.2011Составление на основании законов Кирхгофа системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов и на основании метода наложения. Составление баланса мощностей для схемы.
контрольная работа [60,3 K], добавлен 03.10.2012Анализ электрических цепей постоянного тока. Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа. Расчёт токов методом контурных токов. Расчёт токов методом узлового напряжения. Исходная таблица расчётов токов. Потенциальная диаграмма для контура с двумя ЭДС.
курсовая работа [382,3 K], добавлен 02.10.2008
