ivanov-ciganov2 (558065), страница 28
Текст из файла (страница 28)
6.34 в тяжелом режиме, близком к короткому замыканию. Выпрямитель, нагрузка которого начинаегся с индуктивности, свободен от этого недостатка, ток вентилей нарастает в ней со скоростью, определяемой фильтром 1,С. Однако при малом характеристическом сопротивлении фильтра сопутствующие включению переходные процессы (см. рнс. 6.33) также приводят к перегрузке вентилей выпрямителя.
Поэтому оценка максимального тока вентиля, длительности его перегрузки должны производиться с учетом конкретной величины характеристического сопротивления фильтра, т. е. значения индуктивности его дросселя. Третьим показателем, по которому проводят сравнение, является коэффициент пульсаций на выходе двух схем при одинаковых индуктивностях дросселя В. Но прежде необходимо выработать правило для выпрямителя, работающего на нагрузку, начинающуюся с емкости', определяющее распределение конденсаторов, входящих в общую батарею, между С, н С,. Наименьшим коэффициент пульсаций будет прн С, = С, = 0,5 С, Ориентироваться в сравнительной величине пульсаций двухфазных схем выпрямителей можно по соотношению (6.50), определякицему минимальную емкость конденсатора выпрямителя.
Если емкость 'выбранного конденсатора С, больше минимальной, то схема с нагрузкой, начинающейся с емкости, даст меньшие пульсапли, чем схема 'с нагрузкой, начинающейся с индуктивности. В противном случае выбирают вторую схему. $6ЛЗ. Примеры расчета выпрямителей При проектировании выпрямителя необходимо выбрать его схему, рассчитать требования к готовым изделиям, определить исходные данные для расчета трансформатора. Выведенные в предыдущих параграфах чюрмулы позволяют провести зги расчеты. Порядок их покажем на примерах. Пример 1. Рассчитаем выпрямитель, создающий на нагрузхе постоянное напряжение 27 В прн ее токе 1,35 А. Напряжение саги возьмем равным 220 В, а его частоту 50 Гп. Конденсаторы, входящие в схему выпрямителя и фильтра, пусть имеют.
общую емкость, равную 300 мкФ. Коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке меньше 0,04. ' 1, Сопротивление нагрузки в данном случае равно йч=(/,/!з 27/1,Зб=ю Ом. 2. Выпрямленная мощность Рз= (/з/а= 27.1,35= 36;5 Вз. 3. Так кзк выпрямленная мощность мала, з требования к пульсациям высоки, то целесообразно выбрать двухфазную схему выпрямления.
Выбираем мостовую схему. 4. Определяем вид нагрузки выпрямителя, для чего сравним заданную емкость с минимально допустимой для выпрнмителя, нагрузка которого начинается с емкости. Согласно (6.50) имеем Сю!и = !оз /Юа) = 1Оз/(50 20) = 1000 мкФ. Так как Сппз > С„,, то выбираем схему с нагрузкой, начинающейся с индуктивности 5. Выпрямленный ток, приходящийся из один вентиль мостовой схемы, в два раза меньше тока нагрузки, т. е. равен 0,675 А. Выбираем в качестве вентиля кремниевый диод К/(202Г, обеспечивающий выпрямленный ток 1 А, вьщерживакхций обратное напряжение 100 В и имеющий порог выпрямления Езчв = 0,35 В, прямое падение напряжения 0,45 В и обратный ток 2 мкА (см.[5)).
По обрамюму напряжению вентили будут иметь хороший запас. Подсчитаем сопротивление вентиля гз = ((/св — Езсв)//зв —— (0,45 — 0,35)/1 = 0,1 Ом. 6. Определяем ориентировочные значения омического и индуктивного сопротивления обмотки трансформатора„ омического сопротивления обмотки дросселя (2), Зададимся амплитудой икдукции в сердечнике трансформатора, равной 1 Т. Получим Еа=5 10, Е' у /В '-— -5. !0-а ! 35 9,, 1 5' '1 — — 1,85 Ю-З Г, Омическое сопротивление обмотки дросселя примем равным 3,8 Ом. 7. Определим выходное сопротивление выпрямителя и з. д. с. холостого хода на основе (6.33): /7 г,+2г +лг/с +г 1 55+2 01+2 50 1 85 10 а+3 8 5 7 Ом Е,„„=и„+2Ез„+/,/(,м„=27+2 0З5+5.7 1,35=35,4 В, 8. Определяем по (6.12) нзпряжение нз вторичной обмотке трзнсформзтора: Ео — — ЕоххВ (лг)=34,4 !,П =39,4 В.
9. Определяем по (6.17) критическую величину индуктивностн дросселя: /хр — — /(нх(т)/в=20. 0 332/(6 28. 50) =0 0212 Г. 1О. Определяем по (6.19) индуктивность дросселя, обеспечивающую получение пульсаций, меньше веденных: 5=Ь (т)/(ахСА„) =О,!69/(6 28 ° 50)в 300- 10 о ° 0 04=0,!43 Г. Выбираем с некоторым ззпзсом 5 = 0,16 Г (нормзлизовзнный дроссель Д44 для тока /о = 1,6 А). Прн'этом коэффициент пульсаций будет равен 0,0358. 1!. Определяем ток нагрузки, критический для выбранной нндуктивностн дросселя: // мб ! - / /6,28 50 0,16 охр= -охх// ( ( ) вых~= // ( 03яо 12, Дяя /о д /оор, действующее значение токе вентиля определяем по (6.23): /в=0 707. /о=0,953 А.
13. Действующее зкачение токе вторичной обмотки находим по (6,64): /,=) 2 /в —.— /о — 1,35 А. 14. Действуюпрсе значение рзбочего така первичной обмотхн нзходнм по (6.62): /хя —— л/о=39 4. 1.35/220=0242 А. !5. Определим габаритную мощность трансформатора: )/Ато — — )хАо=Ео/о=39.4 1,35=53,2 ВА. 16. Определнем напряжение нз нагрузке прн холостом ходе, которое, как и в схемах выпрямителей, работающих нз емхость, рзвно Е Ео =У2Ез=)/2'39.4=556 В Таким же будет и максимальное напряжение нз конденсаторе фильтра и обратное нвпрягхение нз вентнле.
17. Рассчитаем коэффициент пульсаций па первой гармонике зля выходного напряжения. Коэффициент сглагхивзния пульсаций фильтром иа основе (6.!Гб) рввен д=м~/С вЂ” 1=(2 6,28 ° 50) 0,16.300 ° 10 о — 1=18,2. йоте ых = 0,666/1 8,2 = 0,0367. Он практически равен йю Пример 2. Рзссчйтаем выпрямитель, создающий нв нзгрузке постоянное напрягхеине 8 В прн ее токе 0,8 А. Нзпряжение сети равно ! 15 В, а частота 400 Гц.
Конденсвторы, входящие в схему выпрямителя и фильтра, имеют общую емкость 800 мкФ. Коэффициент пульсзпий выпрямленного напряжения не более 0,005. 1. Из-за мзлой величины 1/„выбираем основную схему двухфазного выпрямителя. 2. Подсчитываем /7н = (/н//о = 1О Ом. 3. Определяем минимальную емкость конденсвтора по (6.50): С -,„=10о/(//7н)=!Оо/(400 !0)=250 мкФ. ПосколькУ С ь, < С, выпРЯмитель должен Работать на нзгРУзкУ, начинающУюсЯ с емкости.
Берем Сх = С = 400 мкФ. 4, Подсчитаем средний ток одного вентиля и примерное значение обратного напряжения на вентиле: 1ов= 1о(2=0.8/2 — —.0,4 А. Еобр 2,66Ео 2,66. 8=2!,3 Выбираем в качестве вентилей герлланиевые диоды с малым прямым падением напряжения ДЗ02, У котоРых 1адоп = 1 А Еоброщп = 200 В Епор= 0.11 В, гв = 0 1 1."" 1.гр — 0.1 ЙЛ. р5, Поскольку возникаюплее в схеме выпрямителя обратное напряжение на вентилях значительно меньше допустимого, имеем хороший запас по напряженшо. 6. Определяем ориентировочные значения сопротивления и индуктивности рассеяния трансформатора [2): 4 л "э=47 ЫВ„'рг Е.1,= ' 0,8 400 1 У 8 0,8=0'3' Ощ 1, =43 1О-в о во 43 10з -У 8 ' 0039.10-зГ 1,[В ~1 уВ ' ' 400'рг 400= * 7, Омическое сопротивление обмотки дросселя фильтра гдр возьмем равным 2)ь от сопротивления нагрузки, т.
е. равным 0,2 Ом. Таким образом рассчитываем выпрнмитель на нагрузку А'+ гдр = 10,2 Ом и выпрямленное напряжение Уоэ = 1,02 8 = 8,16 В. " (го = Ць + Епор = 8.27 В. 8. Определяем по (6.4!) и (6;53) зйачения параллетра А и х: п(гор+ге) /о 3!4 (03!+01) 0 8 А= "— — = — =0,062, ЫУр 2. 8,27 х=мЕв1(г +гв)=628 400 039 10 о1041=-024. 9. Находим по графикам рнс. 6.14 и 6.15 значения угла отсечки В = ЗО' и функций В (А х) = 0,815, 71 (А х) =- 2,55, Е (А х) = 6,3 и В (Ах) =- 4500. 10. Определяем по (6.42) действующее значение з. д.
с. во вторичной обмотке трансформатора: Ев — — (!оВ (А х)=8,27 ° 0,815=6,74 В. 11. Определяем по (6.43) действующее значение тока вентиля: !в=0.51оО(А х)=0,5 0,8 ° 2,55=1,02 А. 12. Определяем по (6.90) действующие значения токов первичной и вторичной обмоток трансформатора: 1л=пУ2 1в=-(6.741115) гг2 1 02=0 086 А 1з 1в. ! 3. Определяем габаритную мощность трансформатора: )гАтр = 0 5 (Ет1г+2Ев1в) = О 5 (115 ' О 086+ 2 ' 6 74 ! 02) =! 1 9 ВА.
14. Определяем по (6.96) пику обратного напряженйя на вентиле: Еобрм -— 2Еэт=2 )12 6,74=19 В. 15. Определяем по (6.48) коэффициент пульсаций по первой гармонике на выходе выпрямителя: йов =Н (А,, )1([ Сд) =45001(400. 041 400) .007. 16, Определяем коэффициент сглаживания первой гармоники пульсаций фильтром, необходимый для достижения заданных пульсацнй напряжения на нагрузке: 9=0,0710,005 = 14, 17.
Рассчитаем индуктивность дросселя фильтря исходя иа (6.118): Е=(д+ !)/(ювС )=(!4+!И(2 ° 628 400)в 400 !О в)=0 00148 Г. '18. Рассчитаем выходное сопротивление выпрямителя. Лля номинального режима (/, =- 0,8 А) коэффициент в (6.51) равен т=/вг/(тЕвм)=-'О 8 041/(2-95) =О О!73. Залавюись значениями т = 0,01 и т = 0,02, из рис. 6.16 находим соз аг = 0,9! и соз аз = 0,83. Отсюда получаем: Евг=Е„„сон ат=9 5 0 91=8 65 В; Ем=Е,„, соз аз=9,5 ° 0,83=7,9 В и Евтмд=854 В Еммд=7 79 В.
$Ьменению функции у от 0,0! до 0,02 соотзетствуег пропорциональное изменение тока нагрузки от 0,462 А до 0,925 А. Поэтому получаем. Ин~ыд. выдр = (8 54 7 79)/(О 925 — 0,462) 1,6 Ом. С учетом сопротивления дросселя фильтра г = 0,2 Ом выходное сопротивление источника получается равным /7выд.=1 6+0;2=1,8 Ом. Трансформатор к первому выпрямителю рассчитан в примере к первой главе. Глава У!! Регулируемый выпрямитель. Выпрямители налрянтения прямоугольной Формы $ уЛ. Основная схема тиристорного регулируемого выпрямителя Регулировка выходного напряжения выпрямителя может осуществляться разными способами.
Регулируемый трансформатор или автотрансформатор, включенный в схему выпрямителя, дает возможность изменять амплитуду переменного напряжения, подводимого к вентилям, и тем самым устанавливать желаемое выпрямленное напряжение. Однако такие трансформаторы весьма громоздки и имеют малую надежность. Малая надежность получается из-за переключаемых или скользящих контактов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
