Методические указания к выполнению ргр по расчету электропреобразовательных устройств (558133)
Текст из файла
Миниотеротьо науки, эыошей школы и технияеокой аолитиии Роеаийоиой Федерации ЦОЩОВДОЩ ОРДЫНЦА ЫИВ И ОРДВНа ОК2БРЬБЕОИ РЕВИЗИИ ЛНИАМОНИЫИ ИНСТИТУТ имен СжО ОРЛжаИЮРЕ 1ГА ЛО' - ЬГГЬ ВОЗВРАЩЕНА ИЕ ПОЗ )КЕ УКАЗАННОГО ЗЛЕСЬ СРОКА ! ьсапед Ьу КЫарп Апет мвэс.08.соо! ауп.п~ Уяврждеио иэ Вйоедений Редоозети 15 июни ХЭЭЗ г. в ИВЭП РЭА при мощноатях нагрузки менее 1 кВт получили одно- и двухфазные схемы ВП, представленные на рис. 1.1.
6') ~Ь „жноати их установки на общий радиатор. Недоататки: сложный 'рзнаформатор, его худшее иапользование по сравнению с мостовой схемой и схемой удвоения, высокое обратное напряжение. мостовая схема (риа. 1.1,г) из всех расамотренных обладает -наилучшими технико-экономическими показателями. Применяется при емкоатном и индуктивном характере нагрузки. Достоинства схемы: повышенная частота пульсаций, низкое обратное напряжение, хорошее использование трансформатора. Недостатки: большое число вентялей, повышенное падение напряжения на них, невозможность установки вентилей на одном радиаторе без изоляции.
Из-за повышенного :падения напряжения на вентилях при Г менее 10 В и больших таках нагрузки может оказаться целесообразным применение основной двух:.фазной схемы, а не мостовой. На рис. 1.1,д показан беатрансформатарный вариант мостовой схемы ВП, применяемый в ИВЭП с высокочас'тотными преобразователями. 1.3. Основные па ет вентилей и особенности их и менения в схемах вып ителей Рис. 1.1 Основная о ная схема (рис. 1.1,а) применяется, как правило, при работе на емкоатнуш нагрузку при влцностях до 2...10 Вт.
Лостоинства ахемы: проотота, невысокая стоимость. Недостатки: низкан частота пульсаций, высокое обратное напряжение, плохое использование трансформатора, подмагничивание магнитопровода трансформа-, тора постоянным током. Схема ренин нап жения (рис. 1.1,б) применяется в высоковольтных ВП.
Ее преимущества: повышенная частота пульсаций, низкое обратное напряжение, хорошее использование трансформатора. Недостатки'. повышенное выходное сопротивление, возможность появления пульсаций с частотой сети, невозможность установки однотипных вентилей на одном радиаторе без изолирулцих прокладок. Основная - азная схема (рис. 1.1,в) применяется при емкостном и индуктивном характере нагрузки. Основные преимущества состоят в повышенной частоте пульсаций, минимальном числе вентилей и воз- В современных ВП в качестве вентилей используются, как правило, кремниевые диоды, важнейшими эксплуатационными параметрами которых являются:- максимальный средний прямой ток (1„ ~ ); максимальное повторяхщееся импульсное обратное напряжение 1 ( К „ „ ); постоянное прямое напряжение ( Щ при заданном прямом токе ( 1цр ) ~ диффереи циальное сопротивление (~~ ); средний обратный ток (1' ~ ); ток перегрузки (?„р„); пороговое напряжение ( Р„ч,) На рис. 1.2 приведена типич— ная вольт-амперная характеристика (ВАХ) диода с указанием неко- Риа.
1.2 , а,,:: '- торых параметров. Пороговое напряжение для кремниевых диодов составляет 0,4...0,8 В, что необходимо учитывать при расчете ВП с ~~~ с 10 В. В таких ВП более эффективны диоды а барьером Шатки, имехщие ~/„~ = 0,2.. 0,3 В, но малое (де-', сятки В) К и повышенное значение У (десятки мА). 47БО- И. П.
Фгзц~ ~5'-9' и в первом приближении может быть предотавлено как Г = Е ~У-сиН)/2 = К,/8 (6 ), (1.17) где Ц вЂ” действующее значение напряжения сети. Через угол 6' вырелрютая и другие параметры ВП: ~~ - ~Т /~ 'РЦЖ) ' ~в - (~Ь )Й~Ь) (1.18) Риа. 1.7 Риа. 1.9 ГраФики зависимостей коэФФициентов В~, З~, 4 и Й„~ от ф представлены на рис. 1.9,а и б аоответатвенно.
Полный коэффициент пульсвций Ж„ исино определить по Формуле ~п ~~ — ~6 . р/И~~ ~. ~со, ) Р-ст$)Я+й~~©-(1.19) Резистор Ю в ахеме НП (см. рис. 1.1,д) предназначен для ограничения тока зарядки конденсатора при включении и его сопротивление определяется током перегрузки иапользуемого вентиля 14р: Ю ~п ~ха'~ / а г (1.20) где Х „ - амплитудное значение напряжения сети при его максимальном уровне .
В бестранаформаторных ИВЭП а высокочастотными преобразователями при Р с.50 Вт основной схемой СВ является мостовая схе— ,0 фдад щ/ ФИ' — з' и д . (1 15) Риа. 1.8 Среднее значение (1.16) 12 кривой риа. 1.6 умножить на значение Х~, а ее абациааы на - т $~2 /у' ° В бе сопротивление фазы настолько мало„ что напряжение на емкоати при ее зарядке следует за ЭДС работающей фазы (риа.
1.7). Импульа тока аоимметричен. При ю~= 0 зарядка емкости прекращаетая, ток -вентиля становится меньше тока нагрузки~~ и при И= $0 вентиль закрываетая. д Угол запирания вентиля ~ определяетая выражением О з. Ч-т~~ях~С~ ), (1 14) где Е„, — амплитудное значение напряжения аети. Угол Ю и угол $ отпирания вентиля связаны завиаимоотью, показанной на риа. 1.8. При Ф< 0,02 Г. аж ~2о ру БАРР Яд 074 О УЮТ ЩК 2д Х 10 /У г~ ~~ АУ ар ~щ ' ЮР3 ПЯ ал ага ЮИ д а ю го Вц Уа3 4 1.7. П име асчета вып мителей Исходными данными для расчета являются: ~Щ, 1~, К, относительное отклонение входного напряжения от номинального значения Ц в сторону уменьшения л „.
= ( К -К . )/ К и увеличения л = ~уà — ~)/~г Г ф . В ряде случаев макет быть задана ~~ а~с ~У емкость С ,~ . П)~имер 1.1. Рассчитать ВП, создающий на нагрузке постоянное напряжение 6~ = 24 В при токе 1 = 1 А. Напряжение сети ~ = = 220 В при частоте ~= 50 Гц. Возможные отклонения 5, в сторону +10~( п вышения — 10$, в сторону понижения — 15Я ( К = 220 В).
о — а~ -15Ф Коэ4$ициент пульсаций Ж„< 0,03. Общая емкость конденсаторов, входящих в схему ВП и фильтра, Е„р = 470 мкФ. 1. Определяем сопротивление нагрузки и ее мощность: У = Г/т - Л~к = Л о; Р = гг~, =Л~ ~ = Я 8.. н Р н 2. Так как выпрямленная мощность мала, а требования к пульсациям высоки, согласно рекомендациям разд.
1.2 выбираем мостовую схему ы 3. По (1.9) находим - 10~1 (~Юг~) - РзЗ Ф Р~~И~ Так как к р < С . выбираем схему ВП с ЕЕ-фильтром, характер яд3 ~~~э нагрузки будет индуктивным. 4. Выбираем тип вентиля, для чего определяем - 1 /~|т = ~~'Л = ОУЯ пр.ср ~у Ю с учетом Д оценим согласно табл. 1.1, заменяя акр. ~ъ ~и~~ в первом приближении Е, на Б", как Ю = ~67~'/+А )Ь"= У,57 /1 Л|=4~~,Х В дф. ~ъ у~д~д .
~7 У .Р 2 Из справочника или табл. П1.1 выбираем диод типа БЛ209А, для иоторогс 1„~ = 0,7 А ~Х„р ~р, $~р руу ~„~~ жр.~г ~ ла = 400 В ~ Г К = 1 В при У = 0,7 А; К принимаем равпр ° ~ где ным 0,6 В. По (1.1) находим ~' = (1-0,6)/0,7 = 0,57 Ом. 5. По табл. 1.1 определяем Р, = ~,МР, = ~,~~.И= г~, ю 8 16 б. Ориентировочные значения т' и ~ рассчитываем по формулам Ю: ,-+„ЮЯ~в гр. /ув„|; к,=,|;ю'ж„~Я7уЗДщ1ц.ы где Й, и Ф определены в табл.
1.1, а В = ЕД5 — амплитуда магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора, определяется по графику рис. П1.2 - к /. 2Ф 'Бю 4, 15/м~ / Г хд Ф, ~52 = я,юх юл Е = Б.4 И ЯЮ ЗЯЫ.~,а~ /~Хи ~,ь~= як.~а ~Ъ. Учтем также сопротивление ~~, дросселя Фильтра, принимая его равным 10~ от К,: — д,~й'„= д Ф 2Ч =Л',Ф йю 7. Па уравнениям (1.4) и (1.5) рассчитываем ф =Я,Е5+Д 0,57+ДХд Я,К~ ° Ю +Л',Ф-4',4'1 йю ' ЯЦ+Я.д Ю + ~| 6; ФФ = УУ,,Е3 В 8. Определяем действующее значение напряжения Е из И.5); Я„' — ~|,~И Е 4,В.З~,Ц =55; Ф В 9 ° Согласно (1.3) Е„~,= 0,332-24р23 50) = 0,025 Гн. 10.
Считая Е = ~' у, йз И.б) находим л уу, рр Хрл ~ ж ~ - 0,~Я(~ ~ Ж -И~ ~~~О,О~) = К ~2 Г . Из табл. П1.2 выбираем с некоторым запасом дроссель ЛХЯУс~ = =0,16 Гн и рабочим током 1,1 А. Пс (1.6) уточняем коэффициент пульсаций Ф„= 0,169/И25Г50) .470-10 .0,163 = 0,023. 11. Согласно (1.7) х =,Я, О~1 Г-К.Я.О,16~0,532+Б,м) = АЯ Ф 12. Из табл. 1.1 1 = Д 7|77; = О. ПЛИ; 2' = ~ = 1Ф, Т = юЕ =~5К1~230)-1 =О,ЫЯ. 13. Максимальное значение напряжения на емкости фильтра и обратное напрчжение на вентиле определяется амплитудой напряжения на вторичной обмотке трансформатоса с учетом А~, и для мостовой схемы: у - ~7'у ('у.- д ) = фЯ 35 «' Ф, 1 = Я,Б В .
Заметим, что для основной двухфазной схемы Е'~Р будет в два раза больше К~„„,,„. Из табл. П1.3 выбираем конденсатор типа К50-29 на напряжение 63 В емкостью 470 мкФ. 14. Козффициент пульсаций по первой гармонике для выходного напряжения находим.па (1.23) и (1,22) ( 2Я Л ЛЦ 0н16 '470 Ю вЂ” / =ЯЗ,О, Й ~ =0,ББИ/28,69=0,0И (см.
(1.6) ) . 15. КПД ВП определяем по (1а8), предварительно вычислив Р иР~ -. Р =аВЮ.[~-Ю,ВЬ~-~%а, ~~-Ю'~ 0,Ю =~,г Н,—; РР р -лЛг~+~,н+ы) =в,вя. Нрннерт,2, развеивать вннрнннтзьь. еозизннии на нагррзне постоянное напряжение $ = 5 В при токе 7 = 2 А. Напряжение сети б', = 115 +1~~~ В при частоте ~= 400 Гп. Козффициент пульсаций ~ < 0,01.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
