Лекции 5-6 - Презентация (1095375)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МГТУ им. Н.Э. БауманаКафедра «Радиоэлектронные системы и устройства»Электропреобразовательныеустройства радиоэлектронных средствЛекции 5-6Выпрямительные устройства ифильтрыЛекции 5-62/68ПЛАН ЛЕКЦИИ1.1 Общие сведения о выпрямителях1.2 Трансформаторы в выпрямителях1.3 Неуправляемые выпрямители1.4 Управляемые выпрямители1.5.

Порядок проектирования выпрямителейЛекции 5-63/68Общие сведения о выпрямителяхЛекции 5-64/68ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫПРЯМИТЕЛЯХИдеальный выпрямительСтруктура выпрямителяЛекции 5-65/68ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫПРЯМИТЕЛЯХКлассификация1. По возможности управления уровнем напряжения:-неуправляемые;-управляемые.2. По числу фаз источника переменного тока:-однофазные;-многофазные.3.

По величине выпрямленного напряжения:-низкого напряжения (менее 1000 В);-высокого напряжения (свыше 1000 В).Лекции 5-66/68ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫПРЯМИТЕЛЯХКлассификация4. По типу выпрямительного элемента:-ламповые (кенотронные);-газотронные;-полупроводниковые.5. По уровню выходной мощности:-маломощные (менее 680 Вт);-средней мощности (до 100 кВт);-большой мощности (свыше 100 кВт).Лекции 5-67/68ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫПРЯМИТЕЛЯХКлассификация6. По числу знакопостоянных импульсов в кривой выпрямленногонапряжения за период питающего напряжения:-однополупериодные;-двухполупериодные;-m-полупериодные.7. По назначению:-бытовые;-промышленные;-специальные.Лекции 5-68/68ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫПРЯМИТЕЛЯХОсновные характеристики1.

Среднее значение выходного напряжения uвых(постоянная составляющая):T1U ср   uвых dtT02. Среднее значение выходного тока iвыx (постоянная составляющая):T1I ср   iвых dtT03. Коэффициент пульсации выходного напряжения:KП UmU сргде Um – амплитуда низшей (основной) гармоники выходного напряжения.Лекции 5-69/68Трансформаторы в выпрямителяхЛекции 5-610/68ТРАНСФОРМАТОРЫ В ВЫПРЯМИТЕЛЯХТрансформатор в режиме холостого хода1  W1dФ0dФ0,  2  W2, где W1 и W2 – число витков первичной и вторичнойdtdt обмоток соответственноФ0  Фмакс sin tЛекции 5-61  W1Фмакс cos t  E1m sin  t E1 ;2E1m 2W1 f сФмакс 4, 44W1 f сФмакс .2211/68ТРАНСФОРМАТОРЫ В ВЫПРЯМИТЕЛЯХТрансформатор в режиме холостого ходаАналогично получим ЭДС и для вторичной обмотки:E2  4,44W2 fсФmax ;U1    E1  ES1   I 0 R1;P1  U1I1  P2  U 2 I 2 ;ES1  E1 , R1  1;E2 I1 W2  n.E1 I 2 W1Лекции 5-6nU2.U112/68ТРАНСФОРМАТОРЫ В ВЫПРЯМИТЕЛЯХТрансформатор в режиме нагрузкиU1  I1 z1  E1 ,где z1 и z2 – полные сопротивления первичной и вторичнойU 2  E2  I 2 z2 , обмоток соответственноФ  const W1I 0  W1I1  W2 I 2 – уравнение равновесия МДС.W21EII 0  I1 I 2  I1  I 2 ; E1I1  E2 I 2 ; 1  2  n – коэф-т трансформации.W1nE2 I1Лекции 5-613/68ТРАНСФОРМАТОРЫ В ВЫПРЯМИТЕЛЯХЭквивалентная схема трансформатораС1 – ёмкость первичной обмотки; R1 – сопротивление первичной обмотки;Ls1 – индуктивность рассеяния первичной обмотки; RL – эквивалентное сопротивление потерь всердечнике; LM – индуктивность намагничивания; C12 – междуобмоточная ёмкость;R2 – сопротивление вторичной обмотки; LS2 – индуктивность рассеяния вторичной обмотки;C2 – ёмкость вторичной обмоткиЛекции 5-614/68Неуправляемые выпрямителиЛекции 5-615/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИОднофазный однополупериодный выпрямительЛекции 5-616/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИОднофазный однополупериодный выпрямитель1.

Среднее значение выходного напряжения uвых :11U ср utdtU вх.m sin td t вх2 02 022 U вх sin tdt 02U вх U вх.m 0, 45U вх .2. Максимальное обратное напряжение на диоде:U обр. макс  U вх.m  2U вх  U ср .3. Значения токов:U вх.m1 2I;II ср  1,57 I ср .I2 idt0,5I;2т222mR22 0НЛекции 5-617/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИОднофазный однополупериодный выпрямитель4. Максимальный ток диода:I д. макс 2U вх  I ср .RН5.

Ток в первичной обмотке:1I1 22 i d t ;210I1 1, 21I срn.6. Габаритные и типовая мощности:P1  U1 I1  nU 2 I1  2, 22nU ср  2,69U ср I ср ; P2  U 2 I 2  3, 49U ср I ср ;PT Лекции 5-6P1  P2 3,09U ср I ср .218/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИОднофазный однополупериодный выпрямительВнешняя (нагрузочная) характеристикаU ср  U ХХ   rтр  rд N  I ср ,где UХХ – напряжение холостого хода; rд – дифференциальноесопротивление вентиля; rтр – активное сопротивление обмотоктрансформатора; N – число вентилей, через которые протекает ток нагрузки.Лекции 5-619/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИДвухполупериодный выпрямитель со средней точкойЛекции 5-620/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИДвухполупериодный выпрямитель со средней точкойЛекции 5-621/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИДвухполупериодный выпрямитель со средней точкойЛекции 5-622/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИОднофазный мостовой выпрямительЛекции 5-623/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИОднофазный мостовой выпрямительЛекции 5-624/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИТрёхфазный выпрямитель с нулевым выводомЛекции 5-625/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИТрёхфазный мостовой выпрямительЛекции 5-626/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИОсновные соотношения в схемах выпрямителейЛекции 5-627/68НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИВысокочастотный выпрямительЛекции 5-628/68Умножители напряженияЛекции 5-629/68УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯСхемы умножения напряженияСимметричный удвоитель(схема Латура)Утроитель напряженияЛекции 5-6Несимметричный удвоительУчетверитель напряжения30/68Сглаживающие фильтрыЛекции 5-631/68СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫКлассификация, основные характеристики и требования1.

Сглаживающие фильтры:-пассивные;-активные (электронные).2. Важнейший параметр - коэффициент сглаживания:SK П1KП 2где KП1 и KП2 – коэффициенты пульсаций на входе и выходе фильтрасоответственно.Лекции 5-632/68СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫКлассификация, основные характеристики и требования3. Требования к сглаживающим фильтрам:-максимально возможное уменьшениевыпрямленного напряжения;-минимальное уменьшение постоянной составляющей выпрямленногонапряжения;-фильтр не должен заметно искажать формы тока нагрузки;-переходные процессы в фильтре, возникающие при включениивыключении выпрямителя или его нагрузки, не должны вызыватьчрезмерного повышения напряжения или бросков тока;-фильтр должен быть экономичен, то есть иметь небольшую стоимость,малые размеры и массу.Лекции 5-6переменнойсоставляющей33/68СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫОсновные схемы пассивных фильтровВажно, чтобы сопротивлениеконденсатора для основнойгармоники пульсации быламного меньше сопротивлениянагрузки:1RН .CЛекции 5-634/68СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫОсновные схемы пассивных фильтровДля хорошего сглаживаниянеобходимо: L  RН .Лекции 5-635/68СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫОсновные схемы Г- и П-образных пассивныхфильтровЛекции 5-636/68СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫОсновные схемы активных фильтрова)б)Активные Г-образные фильтры с нагрузкой в цепиэмиттера (а) и коллектора (б)Лекции 5-637/68Бестрансформаторные схемывыпрямленияЛекции 5-638/68БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИСхемы с «гасящим» конденсаторомZ  RН2  X C2 ; X C 1U; I эфф  вх ;2 f сCZ2I эфф  2 fсС U вх2  U вых.Лекции 5-639/68БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИСхемы с «гасящим» конденсаторомСредний ток через нагрузку может бытьнайден как:I ср  4 f с С1 2U вх  U вых  .Для ограничения тока при подключенииИЭП к сети и разрядки конденсатора послеотключения необходимы резисторы!Лекции 5-640/68Управляемые выпрямителиЛекции 5-641/68УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИЗависимость напряжения Uср от угла α называется регулировочнойхарактеристикой управляемого выпрямителя:U ср 1 2U 2 sin tdt , U ср  U ср 01  cos ,2где U ср 0  0,9U 2 – среднее значение напряжения на нагрузке при   0Лекции 5-642/68УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИЗависимость напряжения Uср от угла α называется регулировочнойхарактеристикой управляемого выпрямителя:U ср 1 2U 2 sin tdt ; U ср  U ср 01  cos 2где U ср 0  0,9U 2 – среднее значение напряжения на нагрузке при   0 .Лекции 5-643/68УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИЛекции 5-644/68УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИДостоинства :-высокий КПД при низком напряжениисети в несколько вольт;-ме́ньшие потери по сравнению сдиодными выпрямителями, что частопозволяет обойтись небольшимидешёвыми радиаторами (или вовсе ихне использовать).Недостатки :-более высокая стоимостьтранзисторов по сравнению сдиодами;Синхронный выпрямительЛекции 5-6- наличие дополнительных обмотокуправления транзисторами.45/68Порядок проектированиявыпрямителейЛекции 5-646/68ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙЛекции 5-647/68ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙТрансформаторный выпрямитель дляфонокорректораИсходные данные:- напряжение на нагрузке Uср = 22 В;- ток нагрузки Iср = 100 мА;- напряжение питающей сети переменного тока U1 = 220 В (однофазное);- частота питающей сети fc = 50 Гц;- коэффициент пульсации выпрямленного напряжения по первой гармонике KП2 = 0,01.Лекции 5-648/68ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙТрансформаторный выпрямитель дляфонокорректора1.

Определяем сопротивление нагрузки:RН U срI ср22 220 Ом0,12. Определяем выходную мощность выпрямителя:Pвых  U ср I ср  22  0,1  2, 2 Вт3. Учитывая малую мощность, отдаваемую в нагрузку, в данном случае возможно применениедвухполупериодной схемы со средней точкой и мостовой однофазной схемы (схемы Греца). Чтобыне усложнять конструкцию трансформатора, выбираем мостовую схему выпрямления – и в качествевентильного блока возьмём серийно выпускаемую малогабаритную диодную сборку.

Учитываяневысокие требования к подавлению пульсации выпрямленного напряжения, выберем простейшийсглаживающий фильтр из одной ёмкости.Лекции 5-649/68ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙТрансформаторный выпрямитель дляфонокорректора4. Для выбранной схемы выпрямления находим предварительные значения обратного напряженияна диоде, среднего тока через диод и максимального значения тока через диод по табличнымформулам:U обр. макс  1,57U вх  1,57  22  35 В;Iд I ср20,1 0,05 А;2I д. макс  1,57 I ср  1,57  0,1  0,157 А.5. В качестве вентильного блока выбираем диодную сборку типа B05S. Она имеет следующиехарактеристики:U обр. макс  50 В; I д.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций