Материал: Zadacha_3

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Задание № 3

Рассчитать однофазный двухполупериодный выпрямитель со сглаживающим фильтром.

 

VD1

U2

 

~U1

VD2

U2

 

Id

 

Фильтр

Ud

Рисунок 1 – Двухполупериодное выпрямительное устройство (схема с нулевым выводом).

 

 

VD1-VD4

 

 

 

 

 

Id

 

~U1

 

U2

Фильтр

Rн Ud

Рисунок

2 –

Двухполупериодное

выпрямительное

устройство

 

(мостовая схема).

 

 

Исходные данные для расчета приведены в таблице 1. среднее значение выпрямленного напряжения Ud ;

среднее значение выпрямленного тока I d ;

коэффициент пульсации напряжения на нагрузки qзад ; действующее значение первичного напряжения трансформатора U1 .

Тип фильтра: L – индуктивный, С – емкостный, LC – ин- дуктивно-емкостный Г-образный.

Рассчитать действующее значение напряжения U2 вторичной обмотки трансформатора, действующие значения токов первичной I1 и вторичной I 2 обмоток, типовую мощность Sт трансформатора и его коэффициент трансформации n, параметры элементов фильтра: емкость конденсатора Cф индуктивность

дросселя

Lф и коэффициент сглаживания S , выбрать тип дио-

дов выпрямителей.

 

 

 

 

 

Таблица 1

- Варианты заданий к задаче 3.

 

 

 

Вариант

 

Схема

Тип

Исходные данные

 

Ud ,B

I d ,A

qзад

U1 ,B

задания

 

выпрямителя

фильтра

1

 

2

3

4

5

6

7

1

 

рис.2

C

5

1

0,08

100

2

 

рис.1

LC

10

2

0,05

127

3

 

рис.1

L

24

3

0,1

220

4

 

рис.2

LC

110

0,3

0,06

220

5

 

рис.2

C

50

0,5

0,07

100

6

 

рис.1

L

12

5

0,09

127

7

 

рис.2

C

36

4

0,2

220

8

 

рис.1

L

15

10

0,1

127

9

 

рис.2

C

9

4

0,15

220

10

 

рис.1

LC

220

0,2

0,08

100

11

 

рис.2

С

100

0,4

0,11

127

12

 

рис.1

LC

60

0,6

0,11

100

13

 

рис.1

LC

50

0,1

0,09

100

14

 

рис.2

C

30

1

0,15

127

15

 

рис.2

C

120

1,2

0,14

220

16

 

рис.1

LC

18

0,8

0,17

100

17

 

рис.2

C

75

1

0,11

127

18

 

рис.1

LC

84

0,6

0,1

220

19

 

рис.2

LC

25

3

0,09

220

1

2

3

4

5

6

7

20

рис.1

C

31

2

0,08

127

21

рис.2

C

36

1,5

0,1

100

22

рис.1

LC

42

1,9

0,05

127

23

рис.1

LC

54

1,1

0,04

100

24

рис.2

C

85

0,6

0,06

220

25

рис.2

C

93

0,8

0,09

127

26

рис.1

LC

144

0,4

0,1

220

27

рис.2

C

65

0,7

0,11

100

28

рис.1

LC

29

2,5

0,05

127

29

рис.2

C

185

0,3

0,04

220

30

рис.1

LC

210

0,2

0,07

100

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

КВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Взадании № 3 рассчитывается двухполупериодный выпрямитель со сглаживающим фильтром.

При решении задачи следует воспользоваться рекомендуемой ниже последовательностью расчета.

Для правильного расчета выпрямителя с фильтром необходимо знать каким образом изменяется характер нагрузки на диодах

итрансформаторе в зависимости от типа используемого фильтра. При работе выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку (в случае применения L и LC-фильтров) форма кривой вторичного тока и напряжения мало отличаются от формы кривых при чисто активной нагрузке. В случае активно-емкостной нагрузки (С- фильтр) потребление энергии из питающей сети носит импульсный характер, обусловленный протеканием через обмотки трансформатора и диодов импульсов зарядного тока конденсатора. При этом максимальная величина тока диодов существенно возрастает и составляет 3-4-х кратное значение выпрямленного тока

нагрузки I d .

В основу расчета выпрямителя с активно-емкостной нагрузкой положена связь тока I d с углом отсечки Q тока диода, предло-

женная Б.П. Терентьевым.

Id 2Ud ( t gQ Q) ,

Rф

где Rф - сопротивление фазы, состоящее из прямого сопро-

тивления диода и сопротивления обмоток трансформатора.

Для упрощения расчета не вычисляют угол отсечки, а вводят параметр А t gQ Q и коэффициенты B, D, F, H, являющиеся

функциями параметра А.

А

Rф

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Rн

 

 

 

где R

 

Ud

– сопротивление нагрузки выпрямителя.

 

н

 

I d

 

 

 

 

 

 

 

 

На основании опытный данных отношение

Rф

 

зависит от

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

средней мощности нагрузки Pd Ud I d , Вт.

В таблице 2 приведены усредненные значения коэффициентов

B, D, F, H в зависимости от мощности P .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

, Вт

 

Rф

 

Значения коэффициентов

 

d

 

Rн

B

 

D

F

 

H

 

 

 

 

 

1 10

 

0,08-0,1

0,86

 

2,3

7

 

250

10 100

 

0,05-0,09

0,82

 

2,4

7,5

 

200

100 и >

 

0,06-0,04

0,76

 

2,6

8

 

150

Далее рекомендуется придерживаться следующей последовательности расчета.

1. По заданным значениям I d и Ud с учетом схемы рассмат-

риваемого выпрямителя и типа фильтра по таблице 3, где приведены основные соотношения, рассчитывают следующие величины:

I в.ср

– средний ток вентиля;

I а.м.

– максимальное значение анодного тока диода;

Uв.м.

– максимальное обратное напряжение на диоде;

U2

– действующее значение напряжения вторичной

 

обмотки трансформатора;

I 2

– действующее значение тока вторичной обмотки

 

трансформатора;

I 1

– действующее значение тока первичной обмотки

 

трансформатора, с учетом того, что коэффициент