РАСЧЁТ КПД ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Расчет однотактного обратноходового преобразователя напряжения (стр. 1 из 3)

Оглавление

Введение. 2

Расчет однотактного обратноходового преобразователя. 6

1.Определение максимального и минимального значений выпрямленного сетевого напряжения: 6

2. Выбор выпрямительных диодов (VD1-VD4): 6

3. Расчет емкости конденсатора С5: 7

4. Расчет максимального коэффициента заполнения. 7

5. Расчет трансформатора. 8

6. Выбираем транзистор VT1. 11

7. Выбор выпрямительного диода VD9. 12

8. Выбор элементов узла управления. 13

9. Расчет демпфирующей цепи. 17

10. Расчёт КПД.. 19

Список литературы.. 20

Приложение. 21

Введение

Однотактные обратноходовые преобразователи (ООП) напряжения являются сейчас наиболее распространенными. Это обусловлено тем, что в области малой (0,1 …10 Вт) и средней (10…200 Вт) мощности они обеспечивают наиболее оптимальное соотношение стоимость—качество.

В связи со снижением цен на мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) и улучшением их параметров, а также уменьшением времени переключения и значительным снижением динамических потерь у биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) сейчас можно прогнозировать применение подобных преобразователей и в области больших мощностей (500 Вт и выше).

Стоимость узла управления ООП гораздо ниже, чем у других преобразователей. Функциональная схима ООП приведена на рис. 1.

Рис. 1. Функциональная схема преобразователя

По способу регулирования однотактные обратноходовые преобразователи можно разделить на два больших класса: релейные или с так называемой дельта — сигмамодуляцией и с широтно – импульсной модуляцией.

Релейный способ регулирования характеризуется изменением отношения длительности импульсов к периоду в совокупности с изменением частоты их следования. Эти источники собраны либо на основе автогенераторов на биполярных транзисторах, либо на микросхеме КР1033ЕУ1 (КР1033ЕУ5) и мощном полевом транзисторе.

При любом из способов построения релейного однотактного обратноходового преобразователя узел управления определяет момент окончания этапа передачи энергии в нагрузку и включает коммутирующий транзистор. Длительность его включенного состояния зависит от выходного напряжения.

Если оно меньше заданного, длительность импульса увеличивается, и наоборот.

У преобразователей с широтно-импульсной модуляцией частота следования импульсов накопления постоянна. Выходное напряжение стабилизируют изменением отношения длительности импульсов к периоду их следования, как и в случае релейного управления.

Однотактные обратноходовые преобразователи с широтно-импульсной модуляцией подразделяют на две группы — с непрерывным и прерывистым магнитным потоком трансформатора.

Временная диаграмма работы преобразователя с непрерывным потоком трансформатора приведена на рис. 2, а. Из нее видно, что ток коммутатора возрастает от значения ISminобусловленного наличием потока в магнитопроводе трансформатора, до Umax.

Ток выпрямительного диода на этапе передачи энергии в нагрузку также уменьшается до значения Ismin, которое и обеспечивает непрерывность магнитного потока в трансформаторе к началу этапа накопления.

В момент начала импульса наблюдается резкое увеличение тока коммутатора, обусловленное емкостью первичной обмотки трансформатора и током обратного восстановления выпрямительного диода, приведенным к первичной обмотке.

По спаду импульса на закрытом коммутаторе возникает выброс напряжения из-за индуктивности рассеяния трансформатора, а затем напряжение уменьшается до значения, равного сумме напряжения питания (UBX)и ЭДС самоиндукции (Uдоп.) и остается неизменным до следующего импульса.

Рис. 2. Временные диаграммы работы преобразователя

Основное отличие временной диаграммы на рис. 2, б, иллюстрирующей работу однотактного обратноходового преобразователя в режиме прерывистого потока трансформатора от диаграммы, рассмотренной выше, заключается в том, что ток коммутатора нарастает от нуля до максимального значения.

Ток коммутатора, равный нулю в момент его открывания, свидетельствует об отсутствии магнитного потока в магнитопроводе трансформатора. Здесь также присутствует выброс тока, однако его составляющая, связанная с током обратного восстановления выпрямительного диода, отсутствует, поскольку диод к моменту коммутации уже закрыт.

Этап передачи энергии в нагрузку заканчивается, когда ток выпрямительного диода уменьшается до нуля. В этот же момент прекращается и магнитный поток в магнитопроводе трансформатора, после чего следует бестоковая пауза до следующего импульса. Окончание импульса сопровождается теми же процессами, что и в предыдущем случае.

Отличие заключается в том, что в течение паузы наблюдается колебательный переходный процесс на разомкнутом коммутаторе, асимптотически стремящийся к напряжению источника питания UBX,.

— амплитудные и действующие значения тока в режиме прерывистого магнитного потока при одинаковой выходной мощности больше, чем в режиме непрерывного потока, следовательно, больше и статические потери в полупроводниковых приборах преобразователя;

— динамические потери в полупроводниковых приборах в режиме прерывистого потока меньше, поскольку выпрямительный диод закрывается при нулевом токе, что, в свою очередь, снижает пиковые выбросы в выходном напряжении, вызванные коммутацией;

— потери в магнитопроводе трансформатора пои одинаковых размерах и материале в режиме прерывистого потока больше, так как индукция в этом случае выше.

Иногда однотактные обратноходовые преобразователи работают в двух режимах: в непрерывном, при максимальной нагрузке и в прерывистом — при минимальной.

Борьба с коммутационными выбросами — задача сложная, а при их большой мощности (когда выпрямительный диод имеет большое время обратного восстановления) практически неразрешимая. Поэтому значительная часть разработчиков, уходя от решения этой проблемы, предпочитает режим прерывистого потока трансформатора в однотактном обратноходовом преобразователе с широтно-импульсной модуляцией.

Расчет однотактного обратноходового преобразователя

Исходные данные для расчета: мощность в импульсе P= 720 Вт; номинальное напряжение Uн = 1200 В; номинальный ток Iн = 0,6 А, напряжение сети Uc=115+60+160 В.

1. Определение максимального и минимального значений выпрямленного сетевого напряжения

В,

где Uсети max –максимальное значение сетевого напряжения.

В,

Где Ud– прямое падение напряжения на диоде входного выпрямителя.

2. Выбор выпрямительных диодов (VD1-VD4)

Максимальное обратное напряжение на диодах сетевого выпрямителя равно максимальному выпрямительному напряжению Uвх.max=226 В.

Средний ток диода:

где Uн – номинальное напряжение нагрузки, В;

Iн – номинальный ток нагрузки, А;

– КПД преобразователя в целом.

Для современных преобразователей КПД составляет (0,75 … 0,9).

Принимаем предварительно =0,9.

Диоды выбираем так, чтобы их максимальный ток и напряжение превышали расчетные в 2…10 раз. В нашем случае подходят диоды КД203В со следующими параметрами: Iпр.max= 10 A; UОБР.MAX= 560 В.

3. Расчет емкости конденсатора С5:

мкФ,

где fсети – частота сетевого напряжения (400Гц);

m – число полупериодов выпрямленного напряжения за период сетевого напряжения (для однофазного мостового выпрямителя m = 2).

– размах пульсаций на конденсаторе (20..50) В.

С учётом разброса емкости в 20% выбираем конденсатор К50-71 – 220 мкФ на напряжение 450 В.

4. Расчет максимального коэффициента заполнения

где UДОП – значение, на которое увеличивается напряжение на транзисторе в закрытом состоянии относительно напряжения питания при передачи энергии в нагрузку, В.

Источник: https://mirznanii.com/a/321824/raschet-odnotaktnogo-obratnokhodovogo-preobrazovatelya-napryazheniya

Кпд преобразователя

Менеджмент качества. ISO УПП, плавные пускатели, мягкие пускатели,. По материалам softstarter.

В последние годы многие фирмы большое внимание, которое диктуется потребностями рынка, уделяют разработке и созданию высоковольтных частотных преобразователей.

Требуемая величина выходного напряжения преобразователя частоты для высоковольтного электропривода достигает 10 кВ и выше при мощности до нескольких десятков мегаватт.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ВЫЖАТЬ МАКСИМАЛЬНЫЙ КПД с преобразователя

!

Основные элементы преобразователя, влияющие на КПД, и электрические величины показаны на рис. Пренебрегая пульсацией тока нагрузки и влиянием перезаряда на ток главного тиристора выражения для определения потерь в диоде, шунтирующем нагрузку, и в главном тиристоре можно записать в следующем виде:.

Ввиду незначительности потерями в цепях управления можно пренебречь аналогично потерям от токов утечки. По результатам расчета строится зависимость рис. Файловый архив студентов.

Логин: Пароль: Забыли пароль? Email: Логин: Пароль: Принимаю пользовательское соглашение. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Добавил: Studfiles2 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет.

Курсовой – Расчет широтно-импульсного преобразователя напряжения. Скачиваний: Расчет параметров узла коммутации преобразователя. Расчет емкости коммутирующего конденсатора. Расчет индуктивности реакторов узла коммутации. Определение максимально допустимой частоты регулирования.

Расчет внешних характеристик преобразователя. Расчет параметров фильтров. Входной фильтр. Расчет числа полупроводниковых приборов. Определение параметров защитных элементов для тиристоров и диодов. Расчет делителей напряжения. Расчет реакторов насыщения. Расчет перегрузочных характеристик тиристора.

Расчет кпд преобразователя. Потери при прямом токе: для диода Потери при выключении тиристора. Потери в цепи управления определяются параметрами импульса управления ; Потери в коммутирующем конденсаторе за время одного цикла перезаряда: Среднее значение потерь за период Потери в сглаживающем реакторе.

Соседние файлы в предмете Электроника

Кпд преобразователя частоты

Чтобы авторизоваться, нажмите на эту ссылку после авторизации вы вернетесь на эту же страницу. Если Вы зарегистрированы, но забыли пароль, Вы можете его запросить. Продажа авто, мото Вместе с Авто. Ford Focus. Citroen C4. Ford Kuga. Читайте нас где удобно.

Компания Linear Technology выпустила новый контроллер многофазного синхронного повышающего DC/DC-преобразователя с.

РАСЧЁТ КПД ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Еще интересно, какие в итоге получились пульсации и какой шум от переключений транзисторов? На картинках не видно — там графики от нуля.

И еще, не описаны процессы, которые происходят в правой части схемы во время dead-time и как это отражается на Vout? Там нужно было учитывать устойчивость получившейся схемы. Я в этом разбираться не стал, полагаясь на программу, а у вас вообще в статье про это ничего нет.

Может быть, проясните этот вопрос? Вот такого плана картинка меня интересует:. Как вы полагаете, почему в классическом step-down внизу используется диод, а не ключ?

Как работают импульсные преобразователи напряжения (27 схем)

Кпд преобразователя частоты — в качестве выходных ключей микросхем слаботочных импульсных регуляторов часто используются транзисторы Дарлингтона. В случае применения такой микросхемы КПД преобразования энергии можно улучшить с помощью всего двух недорогих компонентов.

Чтобы это было возможно, микросхема должна иметь отдельный вывод коллектора драйвера Q1 Рисунок 1. При включении схемы диод D1 создает путь для коллекторного тока Q1.

Затем D1 и С1 образуют вольто-добавочный выпрямитель, который увеличивает напряжение коллектора и ток Q1, уменьшая, таким образом, падение напряжения на замкнутом ключе Q2.

Кпд преобразователя частоты — в качестве выходных ключей микросхем слаботочных импульсных регуляторов часто используются транзисторы Дарлингтона. В случае применения такой микросхемы КПД преобразования энергии можно улучшить с помощью всего двух недорогих компонентов.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Человечество оказалось для Земли страшнее астероида, убившего динозавров. В первой части этой статьи см. ЭК8, с. Во второй части описываются этапы завершения проекта. К ним относятся расчет выходного магнитосвязанного дросселя, выбор транзисторов и выходных конденсаторов, а также цепей обратной связи.

10. Расчет кпд преобразователя

Коэффициент полезного действия КПД представляет собой отношение полезной мощности к мощности активной, потребляемой из сети: где: – потери мощности в преобразователе; При работе преобразователя на якорь двигателя постоянного тока полезная мощность: где: с – коэффициент электродвигателя, определяемый по параметрам двигателя по формуле: где: – номинальные значения напряжения, тока и частоты вращения двигателя; – активное сопротивление якорной цепи двигателя. Активная составляющая мощности Р1, потребляемая из сети, складывается из составляющих: где: – потери мощности в вентилях преобразователя; – потери мощности в трансформаторе; – потери мощности в активных сопротивлениях обмоток дросселей; – потери мощности в активных сопротивлениях обмоток двигателя. Потери мощности в вентилях: Потери мощности в трансформаторе состоят из: постоянной составляющей, равной мощности холостого хода и потерь мощности в активных сопротивлениях обмоток трансформатора: Потери собственных нужд обусловлены расходом энергии на принудительное охлаждение тиристоров, освещение и вентиляцию. Потери мощности в активных сопротивлениях дросселя и якоря двигателя определяется по формулам: где: – КПД двигателя при номинальной нагрузке.

Диод Шоттки. Речь в данной статье пойдёт о всем знакомого, но многим не понятного термина коэффициент полезного действия КПД. Что же это такое? Давайте разберёмся.

Федянин В. В настоящей работе рассмотрен вопрос влияния преобразователя частоты на эффективность работы асинхронного двигателя.

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца ноябрь и декабрь года , в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины? Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.

Амбициозная цель компании MediaTek – сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники.

Кпд преобразователя, как и всякой другой технической системы, определяется отношением мощности, отдаваемой на выходе системы, к потребляемой на входе. Произведения имеют размерность мощностей в нашей системе.

Однако, поскольку рассматривается только периодический режим работы системы под воздействием синусоидальных сил и сопротивления суть комплексные величины, то произведения модулей амплитуд представляют собой кажущиеся мощности.

Источник: https://all-audio.pro/c7/stati/kpd-preobrazovatelya.php

Инвертор с высоким КПД с встроенным зарядным устройством

Многофункциональный инвертор с высоким КПД с встроенным зарядным устройством преобразовывает напряжение 12/24/48В в переменное 220 В мощностью от 1.3 кВт до 20 кВт. Инвертор с высоким КПД работает со всеми типами аккумуляторных батарей (а также суперконденсаторами), имеет высокий КПД 96%.

Описание

Преимущества

Применение

Описание:

Многофункциональный инвертор с высоким КПД с встроенным зарядным устройством преобразовывает напряжение 12/24/48В в переменное 220 В мощностью от 1.3 кВт до 20 кВт.

Инвертор с высоким КПД работает со всеми типами аккумуляторных батарей (а также суперконденсаторами), имеет высокий КПД 96%.

Отличительной особенностью инвертора является использование в конструкции инвертора низкочастотных торов.

Совместно с несколькими аккумуляторами, инвертор с высоким КПД может работать как автономный источник бесперебойного питания для дома.

Если есть сетевое 220 В – он просто пропускает его “сквозь” себя и, при необходимости, инвертор с высоким КПД подзаряжает аккумуляторы, если исчезло сетевое 220 В – мгновенно начинает генерировать 220 от аккумуляторов; время автономной работы зависит от нагрузки и ёмкости аккумуляторов. При появлении сетевого 220 В, прибор – инвертор с высоким КПД переключится в исходное состояние.

Если перебои с электричеством очень длительные, или его вообще нет, очень выгодно использовать инвертор с высоким КПД совместно с мини-электростанцией. В этом случае, включая электростанцию всего на 5-6 часов в день, вы обеспечите объект круглосуточным электричеством.

Преимущества:

– КПД до 96%,

– высокая пиковая мощность – в 2 – 2,5 раз выше номинальной (5 c),

– возможность работы с аккумуляторами любого типа (все кислотные, гелевые, AGM, щелочные и литий железо-фосфатные, причём можно самостоятельно запрограммировать и любые другие, которые могут появиться в будущем). Для работы с LiFeYPO4 АКБ, предусмотрен автоматически отключаемый выход на BMS (для его управления и питания),

– сверхмалое потребление энергии при генерации 220 В на холостом ходу (ток ХХ 0,2 – 0,4А благодаря дорогому трансформатору в виде тора). Возможность включения спящего режима (автоматическое включение/выключение генерации 220 В только при появлении/исчезновении нагрузки),

– возможность работы в трёхфазной системе (как с сетью, так и автономно),

– возможность параллельной работы до 9 шт инверторов, в том числе до 9 шт на каждую фазу в трёхфазной системе,

– форма выходного сигнала – чистый синус (точность на номинальной мощности 3%),

– автоматический запуск резервного бензинового, дизельного, газового генератора (электростанции) и дальнейшее управление ею,

– режим поддержки сети (или генератора): автоматическое “добавление” мощности инвертора к сетевой (или к мощности генератора) при пиковых нагрузках.

 Например, если на дом выделено только 5 кВт мощности, то используя МАП 12,0 кВт с АКБ, можно увеличить мощность вплоть до 11 кВт, причём прибор будет сам, при необходимости, автоматически переходить на АКБ и добавлять к имеющейся сетевой, необходимую мощность от АКБ,

– установка периодов времени поддержки сети, заряда АКБ и работы генератора, приоритета аккумуляторов (режим ЭКО). Возможность использования двухтарифного режима (приоритетная зарядка АКБ в ночное время и приоритетная генерация от АКБ в дневное время),

– режим “добавления” (смешения) энергии от альтернативного источника энергии для экономии или продажи энергии в сеть, причём АКБ при этом можно не задействовать (однако наличие хотя бы минимальной ёмкости АКБ необходимо),

– возможность работы с сетевыми инверторами,

– возможность прямого подключения к компьютеру для мониторинга и программирования. Разработано бесплатное ПО для мониторинга электросетей, в том числе дистанционно, и управления инвертором. Некоторые модели инвертора для этих целей оснащены собственным встроенным микрокомпьютером. Также можно использовать коммуникатор или планшет в качестве дистанционного табло,

– автоматическое отключение при перегрузке, перегреве, от разряда и от перезаряда АКБ,

– низкая цена.

– при отсутствии централизованного энергоснабжения;

– при отключении и перебоях в энергоснабжении;

– при недостаточности доступной мощности;

– для работы в системе с возобновляемыми источниками энергии (солнечные панели и ветрогенераторы);

– при накоплении энергии от автономных источников (бензо-, дизель- и газогенераторы) для снижения шумового воздействия и увеличения срока эксплуатации генераторов.

Системы используются так же в специализированном транспорте: МЧС, МВД, водный транспорт, лаборатории, машины скорой помощи, ремонтные бригады различных направлений деятельности, системы ВПК, где необходимо в полевых условиях иметь электросеть 220 В или 380 В. и др.

карта сайта

купить саипа сварка автомобильный простой сварочный аппарат полуавтомат инвертор кедр радуга напряжения 500 12 220 схема 12 в 24 в 50гц 3 квт на edon lv ресанта саи 220 110 220в вольт 1000 вт 1500 2000w 2000вт 3000вт из блока питания компьютера своими руками москва чистый синус с чистой синусоидой в москве купить форум отзывы видео
простая схема схемы трансформатор для простейшего сварочного инвертора ресанта саи 12 220 вольт
ремонт инверторов автомобильные инверторы напряжения 12 220 вольт купить

by HyperComments

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/invertor-s-vyisokim-kpd/

Формула КПД

Для оценки эффективности расхода энергии на выполнение работы необходимо выяснить, как найти КПД. Полученные сведения пригодятся для оптимизации параметров электрических компонентов цепи, рычагов и других передаточных механизмов. С помощью предварительных вычислений можно увеличить длительность действия автономного источника питания, решить другие практические задачи.

Формула КПД поясняет основные определения

Что такое КПД источника тока

Неподвижный заряд не выполняет работу. Уменьшение энергетического запаса в аккумуляторе происходит за счет химических реакций. Фактически это свидетельство несовершенства конструкции.

После подключения источника к проводникам с подключенной нагрузкой заряды перемещаются по цепи, выполняя определенную работу. Полезная составляющая мощности (Pпол) определяется параметрами внешнего контура. Полная (Pп) – содержит совокупные затраты. Если электротехник пользуется привычными терминами, он быстро установит для коэффициента полезного действия формулу:

КПД = Рпол/Рп = (U*I)/(Е*I) = U/E.

Для чего нужен расчет КПД

Как рассчитать потребление электрической энергии

Наглядный пример недостаточно эффективного устройства – классическая лампа накаливания. Пропускание тока через вольфрамовую спираль повышает температуру проводника.

В рабочем режиме значительное количество потребляемой мощности расходуется на генерацию излучения. Однако к видимой части диапазона относится только небольшая часть спектра.

Так как вырабатываемая теплота не выполняет полезного действия, соответствующие энергетические затраты следует узнавать по излишним.

В типовом рабочем режиме лампа накаливания нагревает нить до 2600-2800К. При таком значении срок службы составляет 900-1200 часов, КПД – от 5 до 7%. Увеличить эффективность в 2-5 раз можно повышением температуры до 3400-3600К. Однако в этом варианте долговечность уменьшается до 5-6 часов. Подобные практические характеристики нельзя признать удовлетворительными.

Сравнение эффективности и других параметров разных типов ламп

Эта таблица демонстрирует превосходство экономичных источников света. Срок службы современных светодиодов измеряется десятками тысяч часов. Даже на завершающих этапах рабочих циклов обеспечиваются высокая яркость и качественное распределение спектральных составляющих.

Нахождение тока в полной цепи

Для изучения эффективности потребления энергии в электротехнике можно использовать базовые формулы. В полной цепи по базовому определению рассматривают источник тока (I) с внутренним сопротивлением (r). Подключенная нагрузка потребляет определенную мощность. Она характеризуется электрическим сопротивлением R.

Прохождение тока по такой цепи обеспечивает энергия источника, которая определена значением электродвижущей силы (ЭДС – E).

Ее можно выразить как отношение выполненной сторонними силами работы (A) по передвижению заряда (q) с положительным знаком по соответствующему контуру.

С учетом известной формулы I= q/t несложно определить зависимость между рассматриваемыми величинами:

А = E * I * t,

где t – контрольный временной интервал.

Отдельно можно рассмотреть участки с внутренним и внешним сопротивлением. Каждый из них выделяет определенное законом Джоуля-Ленца количество теплоты Q = I2 * R * t. Так как энергия не пропадает бесследно, можно сделать правильный вывод о равенстве Q = A. Подставив значения в исходное выражение, получают:

E = I*R + I*r.

ЭДС полной цепи вычисляется сложением двух падений напряжений на внутреннем и внешнем участке. Элементарное преобразование позволяет узнать силу тока в соответствующем проводнике:

I = E/ (R+r).

Расчет КПД электрической цепи

Частота вращения: формула

После определения основных параметров можно перейти к изучению эффективности системы. Для вычисления КПД обозначение потребления электроэнергии удобно сделать по стандартным формулам.

Определить мощность можно по следующим соотношениям силы тока, напряжения, электрического сопротивления

Выполняемая работа в цепи определяется количеством перемещенных зарядов, а также скоростью данного процесса. Для объективной оценки последнего параметра измерения выполняют с учетом определенных временных интервалов (Δt). Работу и мощность можно определить следующими формулами:

Как и в классической механике, работу можно измерить в джоулях (Дж). Мощность, по стандартам СИ, указывают в ваттах (Вт). Зависимость между отмеченными единицами:

Вт = Дж/ с (для электрических цепей вольт * ампер).

Для обозначения КПД символ «η» применяют в типовых формулах. Базовое определение с учетом приведенных замечаний можно преобразовать следующим образом:

η = A / Q * 100%,

где:

• A – выполненная работа;
• Q – энергия, полученная из источника.

Как найти КПД, формула для полной цепи

Любое подключенное устройство характеризуется определенными потерями. Резистор выделяет тепло. Трансформатор тратит часть энергии на преобразование электромагнитных волн.

На примере лампы накаливания показана низкая эффективность изделия. С применением КПД увеличивают объективность оценки разных систем, подключаемых потребителей, генераторов.

В следующем пункте представлена технология проверки силовых агрегатов.

Методика и порядок измерений

Идеальные условия можно рассматривать только в теории. Для корректной оценки замкнутой системы необходимо учитывать энергетические потери на выполнение необходимой работы. Ниже показано, как определить КПД механических силовых агрегатов с применением разных исходных данных.

Движению поршня в блоке цилиндров двигателя внутреннего сгорания препятствует сила трения. Поступательно-возвратные движения в ходе стандартного цикла преобразуются во вращение вала с дополнительными потерями.

Высокая температура не выполняет в данном случае полезные функции. Чтобы не допустить разрушения агрегата, необходимо поддерживать определенный тепловой режим.

Понятно, что в подобном случае сделать общий КПД расчет с учетом каждого компонента конструкции непросто. Однако можно узнать в ходе эксперимента с высокой точностью, какое количество топлива (масса – m) придется затратить на 100 км пробега машины за соответствующее время (t). Далее нужно взять из сопроводительной документации (справочников) следующие данные:

• мощность мотора – Рм;
• удельную теплоту бензина – У.

В этом варианте для расчета КПД двигателя формула преобразуется следующим образом: 

η = (Pм * t) / (У * m).

Для отображения результата в % итоговое значение умножают на 100.

Если мощность силового агрегата не известна, определять эффективность можно по массе авто (Mа). Измерять ее несложно с помощью промышленных весов (на станции техосмотра, элеваторе). В ходе эксперимента разгоняются с места до контрольной скорости (v). Массу топлива вычисляют по объему (переведенному из литров в м кв.), который умножают на плотность (справочная величина в кг на куб. м).

В этом случае КПД расчет находят по формуле:

η = (Mа * v2)/(2 * У * m).

Следует перевести предварительно скорость из км/час в м/с.

Проще измеряется эффективность электродвигателя с паспортной мощностью (P). Его подключают к источнику питания с известным напряжением (U). После выхода на стабильную частоту вращения фиксируют значение тока (I) в цепи. Далее применяют классическую формулу:

η = P/ (U * I).

Если сопроводительная документация отсутствует, технические параметры берут с официального сайта производителя. Однако и в этом случае следует понимать ограниченную точность подобных данных.

В процессе эксплуатации характеристики могут ухудшиться за счет естественного износа.

Погрешность увеличивается после длительной интенсивной эксплуатации, при подключении редуктора или другого переходного устройства.

Значительно улучшить точность можно с применением простой методики:

• устанавливают на вал шкив с закрепленным тросом;
• поднимают на контрольную высоту (h) груз c массой m;
• секундомером фиксируют время (t) на выполнение этой работы;
• мультиметром измеряют напряжение (U) и силу тока (I) на клеммах источника питания и в разрыве цепи, соответственно.

Для нахождения КПД в физике формула выглядит следующим образом:

η = (m * h * g)/(I * U * t),

где g – это гравитационная постоянная (9,80665).

Эффективность любого силового агрегата определяют по соотношению полезной работы к расходованной энергии. Чтобы корректно определять класс техники, пользуются переводом в проценты. Следует подчеркнуть, что значение больше 100% обозначает ошибку в расчетах. Создатель подобного агрегата станет «властелином мира», так как изобретет вечный двигатель.

Источник: https://amperof.ru/teoriya/formula-kpd.html

Энергетические характеристики тиристорного преобразователя

Рисунок 4.1 – Зависимость полной мощности, ее составляющих, дисторции и коэффициента мощности от угла б

Расчет КПД преобразователя

КПД преобразователя – это отношение отдаваемой мощности Рd к потребляемой из сети активной мощности Р1.

Считается, что Рd=Ud · Id, где

Тогда КПД

Необходимо определить номинальное значение КПД, рассчитать и построить зависимости при и при .

Пример расчета для зависимости при :

,

– пример расчета зависимости при .

Пример расчета для зависимости при :

,

– пример расчета зависимости

при .

Далее рассчитываются зависимости при (таблица 4.2) и при (таблица 4.3).

Таблица 4.2 – Расчетные данные зависимости

График электромеханических характеристик показан на рис. 5.1.

Рисунок 5.1 – Электромеханические характеристики системы ТП-Д

В ТП могут возникнуть аварийные режимы, сопровождающиеся недопустимыми по значению и длительности токами через тиристоры, например внешние (на стороне постоянного тока) и внутренние к.з.

; опрокидывание инвертора; появление уравнительных чрезмерных токов в РТП с совместным управлением ТГ; отпирание тиристоров в неработающей группе (открывание группы на группу) в реверсивных ТП с раздельными управлениями ТГ.

Внутренние короткие замыкания возникают в силовой схеме преобразователя и вызываются чаще всего потерей тиристорами закрывающих свойств и закорачиванием п/п структуры (пробой тиристора).

Пробой может произойти из-за протекания чрезмерно большого тока, ухудшения условий охлаждения, высокой скорости нарастания тока, в результате воздействия значительных перенапряжений.

Опрокидывание инвертора может произойти из-за нарушения правильной коммутации тока с одного вентиля на другой.

Оно может быть вызвано пропуском открывания тиристора импульсом помех на управляющем электроде, а также самопроизвольным открыванием тиристора из-за перенапряжения или высокой скорости нарастания на нем в прямом направлении.

Нарушение правильности коммутации и опрокидывание инвертора могут быть вызваны увеличением угла коммутации из-за возрастания тока, например, при снижении напряжения питающей сети.

Короткие замыкания в уравнительном РТП с совместным управлением возникают в результате нарушения условия , что приводит к появлению постоянной составляющей , насыщению уравнительных дросселей и нарастанию до аварийного значения.

Внешние к.з. на стороне постоянного тока ТП вызываются электрическим пробоем или механическим повреждением изоляции, попаданием токопроводящих предметов на находящейся под напряжением части электрооборудования.

Защита ТП от токов короткого замыкания производится при помощи быстродействующих плавких предохранителей. Выбор плавкой вставки производится с учетом величины тока, протекающего через предохранитель при нормальном режиме работы ТП.

где – число параллельно включенных вентилей;

-коэффициент использования вентиля по току,

По найденным значениям аварийного тока выбирается плавкий предохранитель: ПП57-3127 ().

Для защиты от внешних коротких замыканий включают предохранители в фазы ( рисунок 6.1).

В ТП малой и средней мощности (на токи 50-1000 А при напряжениях 230 и 460 В) для защиты от внешних к.з. и опрокидываний инвертора применяют автоматические выключатели серии А3700, имеющие собственное время срабатывании 12-14 мс.

Выбирается автоматический выключатель серии А3700.

Марка А3713БР ТУ 16-522.052-78.

Область применения: для защиты электрических цепей от токов перегрузки, токов

к.з. и проведения тока в номинальном режиме, также для нечастых (до 3 ВО в час) оперативных включений и отключений электрических цепей.

Номинальное напряжение, В: ~ 380; 660, 50 Гц; = 440.

Номинальный ток – 8,5А.

Для ограничения перенапряжений на вентилях (при закрывании) используются RC – цепочки, шунтирующие вентили. Величина ёмкости в этом случае принимается равной , а сопротивление с учётом соотношения:

где LК – индуктивность коммутационного контура;

С – величина емкости защитной цепочки.

Резистор R защитной цепочки выбирается по мощности на основании соотношения:

Выбираются резисторы С5-42В 10-100Ом ±0,1% [4]

Выбираются конденсаторы серии К75-10 250 В -1 мкф 10% – В[5].

Рисунок 6.1 – Силовая схема ТП

Page 3

1. Лалетин В.И. Преобразовательная техника. Проектирование преобразователей постоянного тока. Учебное пособие по курсу «Преобразовательная техника». Киров. ООО – «Фирма Полекс», 2011 г.

2. Е.А. Чернов и др. Электроприводы подач станков с ЧПУ: Справочное пособие. – Горький, 1986 г.

3. Замятин В.Я. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры. Справочник. Москва «Радио и связь» 2009 г.

5. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки. Справочник. Под редакцией Г.С. Кучинского. Москва Энергоатомиздат 2010 г.

6. Электроприводы постоянного тока с вентильными преобразователями.

Н. Зимин, В.Л. Кацевич, С.К. Козырев. Москва Энергоиздат 2011 г.

7. Справочник по преобразовательной технике. И.М. Чиженко. Киев «Техника» 2008 г.

Источник: https://studbooks.net/2359570/tehnika/energeticheskie_harakteristiki_tiristornogo_preobrazovatelya