Расчёт сварочного выпрямителя, предназначенного для однопостовой механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа и под флюсом деталей из низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Министерство образование Российской Федерации

Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)

Кафедра «Технология и оборудование сварочного производства»

Курсовая работа

по теме: Расчёт сварочного выпрямителя, предназначенного для однопостовой механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа и под флюсом деталей из низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Выполнил:

Ст.гр.№5303

Ковальков А. Е.

Проверила:

Приёмышева Г. А.

Санкт-Петербург 2010

Исходные данные

Наименование параметра	Обозначение параметра	Величина
1. Номинальное напряжение трёхфазной питающей сети частотой fс =50 Гц, В	Uс	380
2. Номинальный выпрямленный (сварочный) ток, А	Id н	500
3. Номинальное выпрямленное (рабочее)напряжение на зажимах выпрямителя при номинальном токе, В	Ud н	50
4. Номинальный режим работы (продолжительность нагрузки) при цикле сварки 10 мин, %	ПН%	60
5. Способ регулирования сварочных параметров	тиристорный
6. Внешняя характеристика	жёсткая
7. Система охлаждения	Воздушнаяпринудительная
8. Класс изоляции	F
9.Кострукционные особенности: а) материал магнитопровода б) материал обмоток трансформатора	Сталь 3413 Алюминиевые провода

Выбор схемы выпрямления

Выбор осуществляется из четырёх самых распространённых схем выпрямления:

- Трёхфазная мостовая схема

- Шестифазная с нулевой точкой

- Схема с уравнительным реактором

- Кольцевая схема

Учитывая исходные данные, выбираем шестифазную схему выпрямления с уравнительным реактором, получившей широкое применение при сварке в углекислом газе. Схема обладает хорошим использованием вентилей и небольшой расчётной мощностью трансформатора.

Рисунок 1. «Схема выпрямления с уравнительным реактором»

В этой схеме трансформатор имеет одну первичную обмотку, соединённую в треугольник, и две группы вторичных обмоток, каждая из которых соединена в звезду, причём в первой группе нулевая точка образована концами обмоток, а во второй группе - началами обмоток. Таким образом, фазные напряжения смещены дуг относительно друга на 180 ̊. В результате имеем два трёхфазных выпрямителя, работающих параллельно через уравнительный реактор на общую нагрузку.

Основные параметры выпрямителя

1) Ориентировочное значение напряжения холостого хода выпрямителя:

Udxx
=(1,4÷1,8)∙Ud
н
=(1,4÷1,8)∙50=70÷90(В)

Ud
н
– номинальное выпрямленное напряжение

Принимаем Udxx
=80(В)

2) Длительно допустимый по нагреву ток выпрямителя:

Id
дл
=Id
н
∙=500∙=387 (А)

Id
н
– номинальный выпрямленный ток

ПН - продолжительность нагрузки

Расчёт силового трансформатора
1. Расчёт фазных токов и напряжений обмоток трансформатора:

По выбранной схеме выпрямления и схеме соединения первичной обмотки в треугольник рассчитываем:

1.1. Вторичное фазное напряжение:

U2ф
= ==68,4 (В)

1.2. Реальное значение напряжения холостого хода выпрямителя:

Udxx
0
=1,35∙ U2ф
=1,35∙68,4=92,3 (В)

1.3. Действующее значение тока вторичных обмоток трансформатора:

I2ф
= Id
н
∙0,289=500∙0,289=144,5 (А)

выпрямитель катушка трансформатор сварочный

1.4. Расчётное значение тока вторичных обмоток:

I2ф расч.
=I2ф
∙=144,5∙=111,9 (А)

1.5. Коэффициент трансформации:

При соединении первичной обмотки в треугольник

Кт
===5,56

1.6. Действующее значение фазного тока первичной обмотки:

I1ф
=0,41∙∙Id
н
=0,41∙∙500=36,87 (А)

I1ф
=36,87∙1,05=38,7 (А)

1,05-коэффициент, учитывающий влияние тока холостого хода на номинальный первичный ток

1.7. Расчётное значение тока первичных обмоток:

I1ф расч.
=I1ф
∙=38,7∙=29,98 (А)

1.8. Значение номинальной отдаваемой (выпрямленной) мощности выпрямителя:

Pd
н
=Id
н
∙ Ud
н
=500∙50=25000 (Вт)=25 (кВт)

1.9. Значение потребляемой мощности:

При соединении первичной обмотки в треугольник

Pсети
=Uc
∙I1ф
∙3∙10-3
=380∙38,7∙3∙10-3
=44,1 (кВА)

2. Предварительный расчёт магнитной системы и обмоток:

2.1. Значение ЭДС, приходящейся на один виток:

e0
=(0,08÷0,045)∙Pсети расч.

Pсети расч.
=Pсети
∙=44,1∙=34,2 (кВА)

e0
=(0,08÷0,045)∙34,2=2,736÷1,539

Принимаю e0
=2,7 (В/виток)

2.2. Предварительное число витков вторичной обмотки:

W2
’
===25

2.3. Предварительное число витков первичной обмотки:

W1
’
=

U1ф
=Uc
– при соединении первичной обмотки в треугольник

W1
’
==141

2.4. Окончательное число витков первичной и вторичной обмоток:

Принимаем окончательное число витков вторичной обмотки W2
=28.

Тогда окончательное значение ЭДС на один виток:

e0
===2,44 (В/виток)

Окончательное число витков первичной обмотки:

W1
===155,6

Принимаем W1
=156.

2.5. Предварительная плотность тока в обмотках трансформатора:

J1
’
=1,5 (А/мм2
) - в первичной

J2
’
=2,35 (А/мм2
) - во вторичной

2.6. Предварительные сечения проводов обмотки:

q1
’
===20 (мм2
)

q2
’
===49 (мм2
)

2.7. Активное сечение стали магнитопровода:

Предварительное активное сечение:

Sa
’
=e0
∙104
/4,44∙f0
∙В’

f0
– частота питающей сети;

В’
– предварительное значение магнитной индукции;

Для холоднокатаной анизотропной стали марки 3413 В’
1,65 (Тл)

Sa
’
=2,44∙104
/4,44∙50∙1,65=66,6 (см2
)

2.8. Полное сечение магнитопровода:

Предварительное полное сечение:

Sст
’
=Sa
’
/Кс

Кс
– коэффициент заполнения стали, Кс
=0,95

Sст
’
=66,6/0,95=70,1 (см2
)

2.9. Определение ширины пластины магнитопровода:

Учитывая мощность выпрямителя, выберем рекомендуемую ширину bст
=82 (мм)

2.10. Предварительная толщина набора магнитопровода:

lст
’
=Sc
т
’
∙102
/bст
=70,1∙102
/82=85,5 (мм)

Окончательную толщину набора принимаем lст
=86 (мм)

Окончательное сечение магнитопровода:

Sст
=lст
∙bст
/100=86∙82/100=70,5 (см2
)

Окончательное активное сечение магнитопровода:

Sa
=Sст
∙Кс
=70,5∙0,95=67 (см2
)

Окончательная магнитная индукция:

В=e0
∙104
/4,44∙f∙Sa
=2,44∙104
/4,44∙50∙67=1,64 (Тл)

2.11. Суммарная площадь обмоток, которые необходимо разместить в окне:

Q=Q1
+Q2

Q1
– площадь первичной обмотки

Q1
=q1
’
∙W1
=20∙156=3120 (мм2
)

Q2
– площадь двух вторичных обмоток

Q2
=2∙q2
’
∙W2
=2∙49∙28=2744 (мм2
)

Q=Q1
+Q2
=3120+2744=5864 (мм2
)

2.13. Площадь окна магнитопровода:

Sок
=2∙Q/Кзо

Кзо
– коэффициент заполнения окна, Кзо
=0,45

Sок
=2∙5864/0,45=26062 (мм2
)

3. Окончательный расчёт магнитной системы трансформатора:

3.1. Ширина окна:

b0
=(1,1÷1,5)∙bст

bc
т
– ширина стержня

b0
=(1,1÷1,5)∙82=90,2÷123 (см)

Принимаю b0
=112 (мм).

3.2. Высота окна магнитопровода:

h0
=Sок
/b0
=26062/112=233 (мм)

3.3. Длина пластин (1го
,2го
и 3го
вида):

l1
=h0
+bст
=233+82=315 (мм)

l2
=2b0
+bст
=2∙112+82=306 (мм)

l3
=b0
+bст
=112+82=194 (мм)

Количество листов каждого типа:

n1
=lст
∙0,95∙3/0,5=86∙0,95∙3/0,5=490 (шт),

n2
= lст
∙0,95∙/0,5=163 (шт),

n3
= lст
∙0,95∙2/0,5=327 (шт)

lст
– толщина набора магнитопровода

0,95 – коэффициент заполнения стали (Кс
)

3.4. Масса стали магнитопровода:

Gc
=[(h0
+2bст
)∙(2b0
+3bст
)-2h0
∙b0
]∙lст
∙0,95∙γ∙10-3

γ-плотность электротехнической стали 3413, γ=7,65 (г/см3
)

Gc
=[(23,3+2∙8,2)∙(2∙11,2+3∙8,2)-2∙23,3∙11,2]∙8,6∙0,95∙7,65∙10-3
=84 (кг)

3.5. Потери в стали магнитопровода:

Pc
=К0
∙Gc
∙p0
∙Кур

К0
– коэффициент, учитывающий добавочные потери в стали за счёт изменения структуры листов при их механической обработке, К0
=1,2.

Кур
– коэффициент увеличения потерь для анизотропных сталей, являющейся функцией геометрических размеров магнитопровода.

В зависимости от величины 3h0
+4b0
/bст
=3∙23,3+4∙11,2/8,2=14 -получаем Кур
=1,15.

p0
–удельные потери в 1 кг стали марки 3413 при индукции В=1,64 (Тл) равняются p0
=2,3 (Вт/кг)

Pc
=1,2∙84∙2,3∙1,15=267 (Вт)

3.6. Абсолютное значение тока холостого хода:

Iоа
– активная составляющая тока холостого хода, обусловленная потерями холостого хода Pc

Iор
– реактивная составляющая тока холостого хода, необходимая для создания магнитного потока

Iоа
=Pc
/3Uc

Pc
– потери в стали магнитопровода

Uc
– номинальное напряжение питающей сети

Iоа
=267/3∙380=0,2 (А)

Iор
=[Hc
∙lм
+0,8∙В∙nз
∙δз
∙104
/√2∙W1
∙Кr
]∙Кухх

Hc
– напряжённость магнитного поля, соответствующая индукции В=1,64 (Тл). Для анизотропной стали 3413 Hc
=8,2 (А/см);

lм
– средняя длина магнитной силовой линии (см);

В – магнитная индукция (Тл);

nз
– число немагнитных зазоров на пути магнитного потока ;

δз
– условная длина воздушного зазора в стыке равная 0,005 (см) в случае штампованных листов при сборке магнитопровода внахлёстку;

Кr
– коэффициент высших гармонических. Ориентировочно для стали 3413 при индукции В=1,64 (Тл) Кr
=1,1;

Кухх
– коэффициент увеличения тока холостого хода. Этот коэффициент является функцией геометрических размеров магнитопровода и магнитной индукции.

При соотношении (h0
+2b0
)/bст
+1=((23,3+2∙11,2)/8,2)+1=6,57 - получаем Кухх
=2,5.

Поскольку трёхстержневой магнитопровод является несимметричным, т.е. имеет разные пути для магнитного потока крайних и средней фазы, то необходимо посчитать средние длины магнитной силовой линии отдельно для крайней и средней фазы.

Длина средней линии магнитного потока для крайней фазы:

lм к.ф.
=h0
+2b0
+bст
+π∙ bст
/2=23,3+2∙11,2+8,2+3,14∙8,2/2=66,8 (см)

Длина средней линии магнитного потока для средней фазы:

lм ср.ф.
=h0
+bст
=23,3+8,2=31,5 (см)

Число немагнитных зазоров на пути потока для крайней фазы nз
=3, для средней фазы nз
=1.

Реактивная составляющая тока холостого хода для крайней фазы:

Iор к.ф.
=[(Hc
∙ lм к.ф.
+,8∙В∙3∙0,005∙104
)/√2∙W1
∙Кr
]∙Кухх

Iор к.ф.
=[(8,2∙66,8+0,8∙1,64∙3∙0,005∙104
)/√2∙156∙1,1]∙2,5=7,7 (А)

Реактивная составляющая тока холостого хода для средней фазы:

Iор ср.ф.
=[(Hc
∙ lм ср.ф.
+0,8∙В∙1∙0,005∙104
)/√2∙W1
∙Кr
]∙Кухх

Iор ср.ф.
=[(8,2∙31,5+0,8∙1,64∙1∙0,005∙104
)√2∙156∙1,1]∙2,5=3,3 (А)

Среднее значение реактивной составляющей тока холостого хода:

Iор
=(2∙Iор к.ф.
+

Iор ср.ф.
) /3=(2∙7,7+3,3)/3=6,2 (А)

Абсолютное значение тока холостого хода:

==6,2 (А)

Ток холостого хода в процентах от номинального первичного тока:

i=(I0
/I1ф
)∙100%=(6,2/38,7)∙100%=16%

4. Окончательный расчёт обмоток трансформатора

4.1. Выбор обмоточных проводов:

По предварительно рассчитанным значениям сечений проводов выбираем ближайшие из стандартного ряда:

q1
=21,12(мм2
)

q2
=69,14 (мм2
)

Провод обмоточный алюминиевый нагревостойкий прямоугольного сечения:

Номинальный размер проволоки а*b, мм	Площадь поперечного сечения q, мм2	Размеры провода с изоляцией аиз *bиз , мм	Масса 1000 м провода, кг
2,12*10,0	21,12	2,6*10,4	62,58
5,00*14,0	69,14	5,52*14,48	201,32

Уточнённые значения плотности тока:

J1
=I1ф расч.
/q1
=29,98/21,12=1,4 (А/мм2
)

J2
=I2ф расч.
/q2
=111,9/69,14=1,6 (А/мм2
)

4.2. Высота цилиндрической обмотки:

hобм
=h0
- 2∙∆я

∆я
– зазор между торцевой поверхностью обмотки и ярмом магнитопровода, равный 5 (мм);

h0
– высота окна магнитопровод

hобм
=233-2∙5=223 (мм)

4.3. Число витков в слое:

Первичной обмотки

Wc
1
=(hобм
/bиз.1
) – 1=(223/10,4)-1=20,4- принимаем Wc
1
=20

Вторичной обмотки

Wc
2
=(hобм
/bиз.2
) – 1=(223/14,48)-1=14,4– принимаем Wc
2
=14

4.4 Число слоёв:

Первичной обмотки

nc
1
=W1
/Wc
1
=156/2=7,8 - принимаем nc
1
=8

Вторичной обмотки

nc
2
=W2
/Wc
2
=28/14=2

4.5. Радиальные размеры (толщина) первичной и вторичной обмоток, выполненных из изолированного провода:

δ1
=nc
1
∙nпар1
∙аиз1
+(nc
1
-1)∙∆вит

δ2
=nc
2
∙nпар2
∙аиз2
+(nc
2
-1)∙∆вит

nпар1
,nпар2
– число параллельных проводов первичной и вторичной обмоток;

аиз1
,аиз2
– размер проводов по ширине с изоляцией;

nc
1
, nc
2
– число слоёв первичной и вторичной обмоток;

∆вит
– межслоевая изоляция для изолированных проводов, ∆вит
=0,15

δ1
=8∙1∙2,6+(8-1)∙0,15=22 (мм)

δ2
=2∙1∙5,52+(2-1)∙0,15=11 (мм)

4.6. Радиальный размер катушки трансформатора:

δ=δ1
+δ2
+δ12
+∆т

∆т
– технологические зазоры, связанные с отступлением сторон катушки от парралельности, с неплотностью намотки, ∆т
=4 (мм);

δ12
– расстояние между первичной и вторичной обмотками, δ12
=0,16 (мм)

δ=22+11+3∙0,16+4=37 (мм)

4.7. Внутренний размер катушки по ширине:

А=bст
+∆ш

∆ш
– двухсторонний зазор по ширине между катушкой и стержнем, ∆ш
=12 (мм)

А=82+12=94 (мм)

4.8. Внутренний размер катушки по длине:

Б=lст
+∆дл

lст
– длина пакета магнитопровода

∆дл
– двухсторонний зазор по длине между катушкой и стержнем,

∆дл
=30 (мм)

Б=86+30=116 (мм)

4.9. Средние длины витков:

Средняя длина витка первичной обмотки

lср1
=2(А-2R)+2(Б-2R)+2∙π∙(R+δ1
/2)

R-радиус скругления проводов при переходе с одной стороны на другую при намотке, R=10 (мм)

lср1
=2(94-2∙10)+2(116-2∙10)+2∙3,14∙(10+22/2)=471 (мм)

Средняя длина витка вторичной обмотки

lср2
=2(А-2R)+2(Б-2R)+2∙π∙(R+δ1
+δ12
+δ2
/2)

lср2
=2(94-2∙10)+2(116-2∙10)+2∙3,14∙(10+22+0,16+11/2)=576 (мм)

После определения всех размеров выполним эскиз катушки:

Рисунок 2. « Катушка трансформатора с первичной и вторичной обмотками из изолированного провода»

4.10. Расстояние между катушками соседних стержней:

∆кат
=bо
-∆ш
-2δ

∆кат
=112-12-2∙37=25 (мм)

После уточнения всех размеров выполним эскиз трансформатора:

Рисунок 3. «Эскиз трансформатора»

4.11. Масса проводов катушки:

Масса провода первичной обмотки одной фазы трансформатора

G1
=Ky
∙g1
∙W1
∙lср1

g1
– масса одного метра провода первичной обмотки, g1
=0,06 (кг);

lср1
– средняя длина витка первичной обмотки (м);

Ку
– коэффициент, предусматривающий увеличение массы провода за счёт технологических погрешностей,Ку
=1,05.

G1
=1,05∙0,06∙156∙0,471=4,6 (кг)

Масса провода вторичной обмотки

G2
=Кy
∙g2
∙2W2
∙lср2

g2
– масса одного метра провода вторичной обмотки, g2
=0,2 (кг)

lср2
– средняя длина витка вторичной обмотки (м)

G2
=1,05∙0,2∙2∙28∙0,576=6,8 (кг)

Общая масса провода трансформатора

Gпр
=3(G1
+G2
)=3∙(4,6+6,8)=34,2 (кг)

4.12. Сопротивления обмоток трансформатора:

r1
=KF
∙r0 (1)

r2
=КF
∙r0 (2)

r0 (1)
, r0 (2)
– омическое сопротивление первичной и вторичной обмоток в холодном состоянии при 20 о
С; КF
– коэффициент Фильда, который учитывает добавочные потери в обмотках, КF
=1,04

r0 (1)
=ρ∙lср1
∙W1
/q1

r0 (2)
= ρ∙lср2
∙W2
/q2

ρ- удельное электрическое сопротивление материала провода катушки, (для алюминиевого провода при 20 о
С ρ=0,0282(Ом∙мм2
/м))

lср1
,lср2
– средние длины витков провода первичной и вторичной обмоток (м)

r0 (1)
=0,0282∙0,471∙156/21,12=0,1 (Ом)

r0 (2)
=0,0282∙0,576 ∙28/69,14=0,007 (Ом)

r1
=1,04∙0,1=0,062 (Ом)

r2
=1,04∙0,007=0,0073 (Ом)

Активные сопротивления первичной и вторичной обмоток, отнесённые к расчётной температуре, которая для обмоток класса F составляет 115 о
С:

r1
t
=1,38∙r1
=1,38∙0,062=0,1 (Ом)

r2
t
=1,38∙r2
=1,38∙0,0073=0,01 (Ом)

Активное сопротивление обмоток трансформатора, приведённое к первичной обмотке:

rк
=r1
t
+r2
t
∙К2
т

Кт
– коэффициент трансформации

rк
=0,1+0,01∙(5,56)2
=0,3 (Ом)

Индуктивное сопротивление:

Xк
=7,9∙10-8
∙fc
∙W2
1
∙lср
∙δs
/ ls

fc
– частота питающей сети;

δs
– ширина приведённого канала рассеяния (см)

δs
=δ12
+((δ1
+δ2
)/3)=0,016+((2,2+1,1)/3)=1,1 (см)

ls
– длина силовой линии (см)

ls
=ho
/0,95=23,3/0,95=24,5 (см)

lср
– средняя длина витка обмоток (см)

lср
=(lср1
+lср2
) /2=(47,1+57,6)/2=52,4 (см)

xк
=7,9∙10 -8
∙50∙(156)2
∙52,4∙1,1/24,5=0,23 (Ом)

Полное сопротивление обмоток, приведённое к первичной обмотке:

=0,5 (Ом)

4.13. Потери в обмотках:

В первичных

P1
=m1
∙r1
t
∙I2
1ф

Во вторичных

P2
=m2
∙r2
t
∙I2
2ф

m1
– количество первичных обмоток, m1
=3;

m2
– количество вторичных обмоток (для схемы с уравнительным реактором m2
=6);

r1
t
, r2
t
– активные сопротивления первичной и вторичной обмоток, отнесённые к расчётной температуре

P1
=3∙ 0,1∙(38,7)2
=629 (Вт)

P2
=6∙0,01∙(144,5)2
=1253 (Вт)

4.14. Напряжение короткого замыкания:

Активная составляющая напряжения короткого замыкания

Uа
=I1ф
∙rк
=38,7∙0,3=11,6 (В)

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

Uр
=I1ф
∙xк
=38,7∙0,23=8,9 (В)

=14,6 (В)

Напряжение короткого замыкания в процентах от первичного напряжения:

Uк%
=Uк
∙100/U1ф
=14,6∙100/380=3,8 %

Расчёт блока тиристоров
1. Выбор типа тиристора и охладителя:

1.1. Среднее, действующее и максимальное значения тока тиристора в зависимости от номинального выпрямленного тока:

Iв.ср.
=Id
н
∙0,166=500∙0,166=83 (А)

Iв
= Id
н
∙0,289=500∙0,289=144,5 (А)

Iв мах
= Id
н
∙0,5=500∙0,5=250 (А)

1.2. Максимальное обратное напряжение на тиристоре:

Uобр.мах
=Ud
хх
∙2,09=80∙2,09=167,2 (В)

Выбираем тиристор и охладитель:

Тиристор-Т161-160

Охладитель-О171-80

Основные параметры тиристора и охладителя:

· Пороговое напряжение Uпор
=1,15 (В)

· Среднее динамическое сопротивление rдин
=1,4 (мОм)

· Максимально допустимая температура перехода Tп.м.
=125°С

· Тепловое сопротивление переход-корпус Rт(п-к)
=0,15 (°С/Вт)

· Тепловое сопротивление контакта корпус-охладитель Rт(к-о)
=0,05 (°С/Вт)

· Тепловое сопротивление охладитель-среда Rт(о-с)
=0,355 (°С/Вт)

1.3. Максимальный допустимый средний ток вентиля в установившемся режиме работы и заданных условиях охлаждения:

Iос.ср.
= [√ (U2
пор
+4∙К2
ф
∙rдин
∙10-3
∙(Tп.м.
-Tc
)/Rт(п-с)
) -Uпор
]/2∙К2
ф
∙rдин
∙10-3

Кф
– коэффициент формы тока, Кф
=1,73

Тс
– температура охлаждающего воздуха, Тс
=40 °
С

Rт(п-с)
– тепловое сопротивление переход-среда

Rт(п-с)
= Rт(п-к)
+ Rт(к-о)
+ Rт(о-с)
=0,15+0,05+0,355=0,555 (°С/Вт)

Iос.ср.
= [√((1,15)2
+4∙(1,73)2
∙1,4∙10-3
∙(125-40)/0,555)-1,15]/2∙(1,73)2
∙1,4∙10-3
=

=97,9 (А)

1.4. Мощность, рассеиваемая на вентиле:

Pв
=К∙(Uпор
∙Iв.ср.
+rдин
∙10-3
∙I2
в
)

К – коэффициент, учитывающий наличие добавочных потерь в вентиле, К=1,05÷1,1

Pв
=1,05∙(1,15∙83+1,4∙10-3
∙(144,5)2
)=131 (Вт)

1.5. Температура нагрева перехода:

Tп
=Rт(п-с)
∙Pв
+Tc

Tc
– температура охлаждающего воздуха, Tc
=40 ̊С

Rт(п-с)
– тепловое сопротивление переход-среда

Tп
=0,555∙131+40=113 ̊С

1.6. Класс тиристора:

Uповт.
=0,8∙Uобр.мах

Uповт.
- повторяющееся напряжение, определяющее класс вентиля

Uповт.
=0,8∙167,2=133,8 (В)

Принимаю Uповт.
=200 (В).

Учитывая возможные перенапряжения, окончательный класс тиристора принимаю равный 4.

Условное обозначение выбранного тиристора:

Т161-160-4-12УХЛ2

Расчёт КПД выпрямителя

Коэффициент полезного действия выпрямителя при номинальной нагрузке:

η=Pd
н
/Pd
н
+ΣP

Pd
н
– отдаваемая (выпрямленная) номинальная мощность

ΣP – суммарные активные потери в схеме выпрямления, которые можно разбить на следующие составные части:

1. Потери в вентилях:

ΣPв
=mв
∙ Pв

mв
– количество вентилей в схеме выпрямления

Pв
– мощность, рассеиваемая на одном вентиле

ΣPв
=6∙130,9=785,4 (Вт)

2. Потери в силовом выпрямительном трансформаторе:

Pтр
=Pc
+P1
+P2

Pc
– потери в стали магнитопровода

P1
– потери в первичных обмотках

P2
– потери во вторичных обмотках

Pтр
=267+629+1253=2,2 (кВт)

3. Потери в сглаживающем дросселе:

Pдр
=(2÷3)%Pd
н
=0,6 (кВт)

4. Потери в уравнительном реакторе:

Pур
=(1÷2)%Pd
н
=0,375 (кВт)

5. Потери во вспомогательных устройствах (в системе управления, системе охлаждения):

Pвсп
=(0,5÷1,5)Pd
н
=0,25 (кВт)

6. Потери в соединительных шинах:

Pш
=450 (Вт)=0,45 (кВт)

Значение КПД:

η=Pd
н
/Pd
н
+Pв
+Pтр
+Pдр
+Pур
+Pвсп
+Pш

η=25 /25+0,785+2,2+0,6+0,375+0,25+0,45=0,84.