Курсовая работа: Расчет высоковольтного генератора импульсных напряжений

Для определения (приращение напряжения на конденсаторе за второй полупериод) рассчитаем по формуле: . Затем определим :

.

Приращение напряжения за два полупериода составляет: . Рассчитываем :

Определяем : ,

Приращение напряжения за три полупериода составляет: . Рассчитываем :

и т. д.

Расчет будем вести до значения напряжения на конденсаторе, равном:

.

Определим время заряда конденсаторов, емкость которых составляет

Ф,

с.

Найдем число циклов заряда n, при котором напряжение заряда конденсаторов ГИН достигнет заданной величины.

Для однополупериодной схемы заряда .

Напряжение , до которого будет заряжаться конденсатор, определим по формуле:

кВ.

Рассчитаем напряжение источника питания по формуле: кВ.

В расчете по программе Mathcad (приложение 2) задаем число , значение напряжения источника питания , угловую частоту сети переменного тока Гц, емкость конденсаторов С и сопротивление зарядного резистора R, которое предварительно задается равным:

Ом,

и производим расчет . Поскольку, полученное в расчете значение отличалось от заданного, то величину R методом подбора уменьшили до значения Ом.

2. Расчет выпрямительного устройства.

Диоды для выпрямительного устройства выбираем по двум параметрам:

– допустимое значение обратного напряжения диода :

В

Последовательное включение диодов увеличивает обратное напряжение выпрямителя на число последовательно включенных диодов. Поэтому, из-за некоторого разброса значения , выбираем число последовательно включенных диодов таким, чтобы суммарное на 20–25 % превышало 2Е:

В

– допустимая величина прямого тока диода :

Выбор диодов по току производится из действующего значения зарядного тока, величина которого находится из выражения:

,

где Вт,

В.

Тогда действующее значение зарядного тока: А.

По выше приведенным параметрам из таблицы 1 выбираем 6 ветвей по 9 последовательно включенных диодов типа КЦ105В ().

3.Выбор повышающего трансформатора.

Выбор трансформатора производится исходя из требуемого уровня напряжения на высокой стороне и потребляемой мощности.

Средняя мощность повышающего трансформатора составляет:

,

где к.п.д. заряда через резисторы составляет 50%, тогда мощность равна:

Вт.

Из таблицы 2 выбираем трансформатор типа: ИОМ–100–40–2, у которого

В, кВ, кВт, количество изолированных выводов ВН:1.

4. Выбор регулятора напряжения.

Регулятор напряжения выбирается по значению мощности и заданной глубине регулирования напряжения:

А.

Поскольку из приведенных регуляторов напряжения в таблице 3 ни один не подходит, то для данного ГИН необходимо разработать свой регулятор напряжения.

5. Выбор схемы управления зарядом и коммутацией ГИН.

Стандартная схема управления зарядом и коммутацией ГИН приведена на рис. 1 (двухполупериодная схема заряда)

Рис. 1.Схема управления зарядом и коммутацией ГИН ( двухполупериодная схема заряда).

Выберем для данной схемы, исходя из напряжения сети и передаваемой мощности, тип контактора переменного тока. Он выбирается из максимального тока первичной обмотки силового трансформатора, величину которого можно оценить из соотношения:

А.