ТОП 10:

Расчет выпрямителей, работающих на емкостной и Г-образный RC фильтры



При расчете исходными величинами являются номинальное выпрямленное напряже­ние U0, В; ток нагрузки I0, А; сопротивление нагрузки R0 = U0 /I0, Ом; выходная мощность Р0 = U0I0, Вт; номинальное напряжение сети U1, В; относительное отклонение напряжения сети в сторону повышения и понижения аmax = (U1max — U1)/U1; amin = (U1-U1min)/U1; частота тока сети fc, Гц, допустимый коэффициент пульсации kn01 = U01/U0.

Возможный порядок расчета:

1 На основании рекомендаций раздела 1 выбираем вариант схемы выпрямителя.

Если выбран вариант с умножением напряже­ния (рисунок 6, б), то ориентировочно выбираем число каскадов умножения k. Желательно k вы­бирать так, чтобы напряжение на вторичной обмотке трансформатора U2 не превышало 2... 3 кВ, в этом случае напряжение на кон­денсаторах UC2 = UC4 = 2U2 не должно превы­шать 4... 6 кВ. Число конденсаторов и диодов при этом n = 2k.

2 Определяем сопротивления трансформатора rтр, вентиля rпр и по их значениям находим сопротивление фазы выпрямителя rф.

В формулах таблицы 9.1 - В, Т, - магнитная индукция; j, А/мм2,- средняя плотность тока в обмот­ках трансформатора; n = 2k, где k-число каска­дов умножения. Магнитную индукцию В при­нимаем равной 1,1... 1,5 Т; задаемся j 2... 3,5 А/мм2.

 

Таблица 9.1 - К определению rтр и rф
Схема выпрямления rтр rф
Рисунки: 1,а, 1,б, 1,в   rтр + rпр rтр + rпр rтр + 2rпр
  Рисунок 2,а     rтр + rпр  
Рисунок 2,б   rтр + (rпр/2n)  

 

Для определения сопротивления диода в пря­мом направлении rпр необходимо ориентировоч­но выбрать его тип и из справочника определить прямое падение напряжения Uпр.

Выбор диода осуществляется по среднему выпрямленному току Iпр.ср и амплитуде обратного напряжения Uобр.max. Приближенные значения IПР.СР и UОБР.МАХ приведены в таблице 9.2

Таблица 9.2 - Приближенные значения Iпр.ср и Uобр.max.

Схема выпрямления, рисунок Iпр.ср Uобр.max
1,а I0 3U0(1+amax)
1,б I0/2 3U0(1+amax)
1,в I0/2 1,5U0(1+amax)
2,а I0 1,5U0(1+amax)
2,б I0 3U0(1+amax)/n

 

Диод должен быть выбран так, чтобы его максимально допустимое обратное напряжение было больше, чем в рабочем режиме выпрямле­ния. Ток Iпр.ср должен быть меньше максимально допустимого среднего тока диода, указанного в справочнике.

Выбрав тип диода, находим Uпр и определяем сопротивление вентиля rпр = Uпр/Iпр.ср.

Если выпрямители по схемам рисунок 5, а - в работают на Г-образный RC фильтр, то в со­противление фазы rф следует включить сопро­тивление фильтра Rф, принимаемое равным (0,1-0,25) RH.

3. Определяем параметр А:

А=I0 rф/U0 (для рисунка 5,а)

А=I0 rф/2U0 (для рисунков 5,б, в);

А=2I0 rф/U0 (для рисунка 6,а);

А=I0 rфn2/2U0 (для рисунка 6,б).

4. Определив А, из графиков рисунка 22 найдем параметры В, D, F. Из выражений, приведенных в таблице 3, определяем U2, I2, I1, Sr, Uобр.мах, Iпр.ср, Iпр, Iпр.мах.

Рисунок 22

 

Таблица 9.3 – Параметры выпрямителей при работе на емкостную нагрузку (рисунки 5 и 6)

Схема выпрямления U2 I2 I1 Sr Uобр.мах Iпр.ср Iпр Iпр.мах fп
Однополу периодная BU0 DI0 w2/w1 0,5BDx xP0 2,82BU0(1+amax) I0 DI0 FI0 fc
Двухполу периодная со средней точкой BU0 0,5DI0 0,71 DI0 w2/w1 0,85BDP0 2,82BU0(1+amax) 0,5I0 0,5 DI0 0,5 FI0 2fc
Мостовая BU0 0,71DI0 0,71 DI0 w2/w1 0,7BDP0 1,41BU0(1+amax) 0,5I0 0,5 DI0 0,5 FI0 2fc
Удвоение напряже ния 0,5BU0 1,41DI0 1,41 DI0 w2/w1 0,7BDP0 1,41BU0(1+amax) I0 DI0 FI0 fc
Умноже ние напряже ния (BU0)/n 0,71DI0n 0,707 DI0 nw2/w1 0,7BDP0 2,82BU0(1+amax)/n I0 DI0 FI0 fc*, fc**

 

*На нечетных конденсаторах.

** На четных конденсаторах.

Проверяем, подходят ли выбранные диоды по величинам Uобр.мах, Iпр.ср, Iпр

5. Из графиков рисунка 23 определяем параметр Н.

Для схем рисунок 5,а и 6, а Н определяем по кривой m=1, для схем 5,б, в – по кривой m=2.

По заданному коэффициенту пульсаций kп01 и величине Н определяем емкости, мкФ:

(рисунок 5,а-в)

(рисунок 6,а).

Рисунок 23

 

Задаваемое в начале расчета значение kп01 не должно превышать (0,1...0,15), а также макси­мально допустимое значение, указанное в ТУ на конденсаторы.

При выборе конденсаторов для выпрямителя с удвоением напряжения (рисунок 6, а) необходимо учесть, что коэффициент пульсации на каждой емкости приблизительно в 2 раза больше, чем результирующий.

Выпрямитель с умножением напряжения ем­кости конденсаторов всех звеньев принимают одинаковым и равными, мкФ,

.

5. В результате расчета получаем исходные данные для определения параметров трансфор­матора выпрямителя U1 U2, I2, Sr..

6.

Расчет выпрямителей, работающих на фильтр, начинающийся с индуктивности (рисунок 5, б, в). Ис­ходные данные для расчета: Uo; В; Io; A; Rн, Ом; Ро = U0I0, Вт; U1, В; аmax, amin; fc, Гц.

1. По формулам, приведенным в таблице 9.4, определяем параметры диодов Uобр.мах, Iпр.ср, Iпр. Выбираем диоды с учетом того, что обратное напряжение Uобр.мах, приложенное к диоду, долж­но быть меньше максимального обратного на­пряжения для выбранного типа диода. Ток Iпрср должен быть меньше предельно допустимого среднего тока, указанного в справочнике. Из справочника определяем прямое падение напря­жения на диоде Unp.

 

Таблица 9.4 – Параметры выпрямителей, работающих на индуктивную нагрузку (рисунок 5,б,в)

Тип выпрямителя U2 I2 I1 Sr Uобр.мах Iпр.ср Iпр, Iпр.мах fп Kп01
Двухполупериодный со средней точкой 1,11U0xx 0,707I0 I0w2/w1 1,34P0 3,14U0(1+amax) 0,5 I0 0,707 I0 I0 2fc 0,67
Мостовой 1,11U0xx I0 I0w2/w1 1,11P0 1,57U0(1+amax) 0,5 I0 0,707 I0 I0 2fc 0,67

 

2. По формулам, приведенным в таблице 9.1, находим сопротивление трансформатора.

3. Определяем напряжение холостого хода

U0xx=U0+I0rтр+Uпр N,

где N-число диодов, работающих одновремен­но, N = 1 для схемы рисунок 1,а,б и N = 2 для схемы рисунок 5,в.

4. По значениям U0ХХ, Io, Ро из таблицы 9.4 определяем параметры трансформатора U2, I2, Il, Sr. Они являются исходными для расчета трансформатора.

Сглаживающие фильтры

Параметры фильтра

Основным параметром сглаживающих фильтров является коэффициент сглаживания, который определяется отношением коэффициен­та пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на его выходе (на нагрузке):

q=kп.вх /kп.вых

Коэффициент пульсации на входе фильтра определяется типом схемы выпрямления и равен

kп.вх=U0m1/U0=kп.01,

где U0ml и U0-амплитуда первой гармоники и постоянная составляющая выпрямленного на­пряжения.

Коэффициент пульсации на выходе фильтра kп.вых = Uнm1 /Uн, где Uнm1 и UH- амплитуда пер­вой гармоники и постоянная составляющая на­пряжения на нагрузке.







Последнее изменение этой страницы: 2016-09-19; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.239.167.74 (0.006 с.)