Федеральное агентство по образованию

Сибирский федеральный университет

Институт цветных металлов и золота

Контрольная работа

Дисциплина: Электроснабжение предприятий

 

 

 

 

2010

ЗАДАЧА 1

Рассчитать коэффициент усиления  и ограничение выходного напряжения  усилителя, коэффициент обратной связи по напряжению  УП, обеспечивающие статизм внешней характеристики УП в нормальном режиме = 1,5 %, при условии, что УП имеет линейную характеристику управления с неизменным коэффициентом усиления , номинальный статизм без обратной связи  и жёсткую внешнюю характеристику  в диапазоне изменения тока нагрузки от 0 до двойного номинального значения  Номинальное напряжение .

Дано:

= 1,5 %;

;

.

  - ?

Решение.

Структурная схема управляемого преобразователя (УП) представлена на рис.1.

Рис.1. Структурная схема УП с входным усилителем и обратной связью по напряжению

Так как согласно исходным данным ЭДС УП без обратной связи остается неизменной при изменении тока нагрузки, то падение напряжения определяется только неизменным внутренним сопротивлением RП и

При действии отрицательной обратной связи по напряжению внешняя характеристика становится более жесткой и

Следовательно, общий коэффициент усиления по замкнутому контуру напряжения () определится из соотношения и :

.

Так как задано , то можно определить произведение

Разделить коэффициенты  можно, если известно номинальное значение задающего напряжения Uз.ном.. Пусть Uз.ном. = 10 В, тогда

,

и, следовательно,

.

Тогда

Для определения ограничения выходного напряжения усилителя требуется найти максимальное значение ЭДС УП:

Тогда Uнас = Емах / Кн = 328,4 / 3,24 ≈ 100 В.

Уравнение внешней характеристики:

  Задача 2

Определить, как изменится статизм внешней характеристики УП с данным задачи 1, если ввести дополнительно с помощью положительной обратной связи по напряжению на уровне .

Решение.

Таким образом, управляемый преобразователь по условию задачи должен иметь две образные связи по напряжению: отрицательную, действующую через входной усилитель с ограничением, как это показано на рис.1, и положительную, которая вводится непосредственно на вход УП. Тогда при критической настройке обратной связи согласно Ко.н.к. = 1/ Ку Кп будет Ко.н.2 = 1/ Кп = 1/5 = 0,2.

Преобразователь, окруженный такой связью, приобретает свойства источника тока с характеристикой

Iн = Uвх / (Ко.н.2 RП).

Для заданного токоограничения входное напряжение УП, т.е. выходное напряжение усилителя, приобретает значение

Определим внешнюю характеристику УП с учетом одновременного действия отрицательной и положительной связей:

, т.е.

;

.

Сравнивая рабочие участки внешних характеристик в задачах 1 и 2 замечаем, что введение дополнительной положительной связи с критической настройкой повышает статизм в 6,6/4,24 = 1,56 раза при снижении задающего напряжения в 100/33,4 = 3 раза. Однако одновременно обеспечивается надежное ограничение тока на уровне при условии уменьшения ограничения напряжения усилителя до

 
Задача 3

Рассчитать коэффициент усиления и минимальное сопротивление в зоне прерывистых токов ТП, имеющего следующие данные: индуктивность нагрузки  =0; максимальное значение линейно изменяющегося опорного напряжения  = 10В; угловой интервал рабочего участка опорного напряжения  =3000; нормальное вторичное напряжение трансформатора =208В; напряжение короткого замыкания трансформатора  = 4,75%; относительные потери мощности короткого замыкания трансформатора = 3,75%; напряжение сети  =380В; мощность трансформатора = 7,7 кВА. ............