Файл: Zadacha_3.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.03.2024

Просмотров: 8

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Задание № 3

Рассчитать однофазный двухполупериодный выпрямитель со сглаживающим фильтром.

 

VD1

U2

 

~U1

VD2

U2

 

Id

 

Фильтр

Rн

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

S2

Sт

трансформации n U1U2 ;

–расчетная мощность вторичной обмотки трансформатора;

–расчетная (типовая) мощность трансформатора.

2. В соответствии с полученными в расчете значениями I в.ср , I а.м., Uв.м. выбирают по справочнику [5] тип диода и выписы-

вают его паспортные данные (Приложении), учтя, что коэффициент запаса по току Kзап 1,1.

3. Выполняют расчет сглаживающего фильтра. При расчете фильтров исходными данными являются коэффициенты пульса-

ций на входе фильтра qзад .

1.1. Для емкостного фильтра требуемая емкость конденсатора, выраженная в микрофарадах, определяется по формуле:

Сф Н , Rфqзад.

Таблица 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема выпрямления с

Мостовая схема вы-

Параметр

нулевым выводом

 

 

 

прямления

 

 

 

Тип фильтра

 

 

 

 

Тип фильтра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L и LC

C

 

 

L и CL

C

 

I в.ср

I d

2

 

I d

2

 

 

I d

2

I d

2

 

 

 

 

 

 

 

 

I а.м.

I d

2

 

F I в.ср.

I d

 

F I в.ср.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uв.м.

2 2U

2

2 2U

2

 

2U

2

2U

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2

1,11Ud

B Ud

 

1,11Ud

B Ud

I 2

I d

 

 

D I в.ср

I d

 

2D I в.ср

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 1

I d

n

 

2 I 2

n

I d

n

I 2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

1, 57Pd

2Pd

 

 

1,11Pd

1, 4Pd

S1

1,11Pd

1, 4Pd

 

1,11Pd

1, 4Pd

Sт

1, 34Pd

1, 7Pd

 

1,11Pd

1, 4Pd

где Н и Rф – расчетный коэффициент и сопротивление фа-

зы, определяемые по таблице 6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

R

R

 

ф

.

R

ф

н

 

 

 

 

н

 

3.2. Для индуктивного фильтра индуктивность дросселя определяется по формуле

L

ф

 

SRн

,

 

 

4

fc

 

 

 

 

где S – требуемый коэффициент сглаживания (фильтрации), равный для двухполупериодных схем выпрямления

S 0, 67

;

 

qзад

fc – частота сети, fc 50 Гц .

3.3. Для Г-образного индуктивно-емкостного фильтра величины Cф и Lф определяются из двух условий:

Lф

 

S 1

;

 

 

4 fc 2 Cф

 

 

 

1

 

 

0,1 0, 2 Rн .

 

 

4 fc Cф

 

 

 

Найденные величины Cф и Lф выразить в микрофарадах и

милигенри соответственно, выбрать номинальную емкость конденсатора.

4.Вычерчивают электрическую схему заданного выпрямителя

сфильтром и временные диаграммы напряжений и токов трансформатора, диодов, выпрямителя и нагрузки с фильтром.

Приложение Параметры выпрямительных диодов

 

Uобр. мах,

Iвп. ср.

Uпр,

Iобр,

Тип

мах,

В

В

мА

 

А

 

 

 

 

Д7А

50

0,3

0,5

1,0

КД103Б

50

0,1

1,2

0,05

Д226Д

100

0,3

1,0

0,07

Д226Е

200

0,3

1,0

0,08

КД102Б

300

0,1

1,0

0,05

Д226Б

400

0,3

1,0

0,3

КД105Б

400

0,3

1,0

0,3

2Д207А

600

0,5

1,5

0,5

КД204В

50

0,6

1,4

0,5

Д302А

200

1,0

0,3

3,5

2Д202Е

140

3,0

1,0

1,0

КД202Й

210

3,5

1,0

0,8

Д304

100

5,0

0,3

10,0

2Д213А

200

10,0

1,0

10,0

КД206А

400

5,0

1,2

1,5

2Д202Р

600

3,0

1,0

1,0

КД203В

800

10,0

1,0

1,5

Д305

50

10,0

0,35

20,0

Выпрямительные блоки (однофазный мост)

Тип

Uобр. мах,

Iвп. ср. мах,

Uпр,

В

А

В

 

КЦ402Е

100

1,0

4,0

КЦ402Д

200

1,0

4,0

КЦ402Г

300

1,0

4,0

КЦ402В

400

1,0

4,0

КЦ402А

600

1,0

4,0

КЦ405И

500

0,6

4,0

Смотрите также файлы