Экспериментальная часть

В ходе проведения опытов фиксировались и сводились в таблицы (пример заполнения – таблица 1.1) следующие характеристики:

Ø t – время, с;

Ø t – температура теплоносителя, ;

Ø Р_с – мощность, потребляемая из сети, Вт;

Ø U₌ (U_вх) – постоянное напряжение, В;

Ø I₌ – постоянный ток, А.

На протяжении каждого опыта такие характеристики, как мощность, потребляемая из сети переменного тока (P_с), напряжение (U₌) и ток (I₌), поддерживались на определенном уровне.

Таблица 1.1 — Пример заполнения таблицы измеряемых величин

Для каждого типа полупроводникового преобразователя напряжения (1 – на полевых транзисторах; 2 – на транзисторах типа IGBT) были проведены серии экспериментов при разных частотах (11 кГц, 13 кГц и 15 кГц), а также при разных значениях постоянного тока.

На нагрузке (электронагревательной прибор в емкости с теплоносителем) наблюдалась трапецеидальная форма напряжения (рисунок 1.3). Выбор такой формы напряжения обусловлен с экономической точки зрения [1].

а)

б)

в)

Рисунок 1.3 — Характерные осциллограммы напряжения на нагрузке:

а — при частоте f = 11 кГц; б — при частоте f = 13 кГц; в — при частоте f = 15 кГц

1.3 Расчётная часть

Расчёт энергий учитывает нагрев теплоносителя и ёмкости теплоносителя, энергию, потребляемую из сети, а также потери через теплоизоляцию.

Расчет энергий проводился по следующим соотношениям:

Ø Энергия, передаваемая полупроводниковому преобразователю, Дж

Ø Энергия на нагрев теплоносителя и ёмкости, Дж

где С_тн – удельная теплоемкость теплоносителя,

m_тн – масса теплоносителя, кг;

где С_ёмк – удельная теплоемкость ёмкости,

m_ёмк – масса ёмкости, кг;

(t – t_н) – изменение температуры,

Ø Потери энергии через теплоизоляцию, Дж

Ø КПД полупроводникового преобразователя, %