Выбор элементов принципиальной электрической схемы пускового устройства

 

Рисунок 3.1 Принципиальная электрическая схема зарядно-пускового устройства

 

Выбор диодов выпрямительного устройства

В качестве выпрямительного устройства выбирается однофазная мостовая схема, которая характеризуется хорошим использованием мощности трансформатора и наиболее распространена в штатной технике.

В данной схеме диоды соединяются по мостовому варианту и работают парами поочередно. В каждый полупериод входного напряжения два последовательно соединенных диода (VD2 и VD4, например) пропускают ток нагрузки, а к двум другим (VD1 и VD3) прилагается обратное напряжение.

 

Рисунок 3.2 Двухполупериодная мостовая схема

 

На рисунке вводятся следующие обозначения:₂ - напряжение, действующее на вторичной обмотке трансформатора, В;₂ - ток, действующий на вторичной обмотке трансформатора, А;_d - среднее значение тока, проходящего через диод, А;_{m обр} - амплитудное значение обратного напряжения, приложенного к диоду в запорном направлении, В;_d - среднее значение выпрямленного напряжения, В.

Расчет выпрямления и выбор диодов заключается в определении допустимого среднего значения выпрямленного тока I_{ср доп} и допустимого обратного напряжения U_{обр доп}. По этим справочным данным выбирается тип диодов мостовой схемы. Для однофазной схемы на рисунке 3.2 среднее значение выпрямленного напряжения составляет:

_d = 0,9 × U₂, (3.1)

где U₂ - действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора, В;_d - среднее значение выпрямленного напряжения, В.

За напряжение, выходящее с выпрямительного устройства выбирается номинальное значение напряжения бортового электрооборудования автомобиля ГАЗ-66, равное 12В. Тогда напряжение на вторичной обмотке трансформатора следующее:

 

U₂ =  = 14В.

 

Принимая запас 50% по току и напряжению, условия для выбора диодов записываются таким образом:

 

, (3.2)

 

где I_ср.доп - среднее значение допустимого тока, проходящего через диод, А;_{обр.доп} - амплитудное значение допустимого обратного напряжения, приложенного к диоду в обратном направлении.

Для облегчения стартерного запуска двигателя шасси необходимое значение выходного тока пускового устройства составляет 50 А.

Амплитудное значение обратного напряжения диода U_обр рассчитывается из формулы:

_обр = 1,75×U_d, (3.3)

 

где 1,57 - коэффициент формы тока диода;_d - среднее значение выпрямленного напряжения, В.

U_обр = 1,75×12 = 18,8В. (3.4)

 

Среднее значение тока следующее:

_a = 0,5×I_d, (3.5)

 

где I_a - среднее значение тока диода, А;_d - среднее значение выпрямленного тока, А._a = 0,5×50 = 25А.

По соотношениям (3.2) из таблицы 2 [7] выбираются диоды VD1-VD4 типа Д 131-63, основные параметры которых удовлетворяют соотношениям:_{оьр доп} = 200В > 1,5×U_обр =1,5×19 = 28,5В._{ср доп} = 63А > 1,5×I_д - 1,5×25 - 37,5А.

Диод Д131-63 - кремниевый, диффузионного типа, штыревой. Масса диода составляет 85 граммов, а диодного моста - 100 граммов. Длина диода - 100 мм, ширина - 3 мм.

На основе выбранных диодов определяются значения напряжения и тока вторичной обмотки трансформатора:

 

, (3.6)

 

где I₂, U₂ - действующие значения напряжения и тока на вторичной обмотке трансформатора, А, В;_d, U_d - средние значения выпрямленных тока и напряжения, А, В.

На основе описанных соотношений (3.5) рассчитываются данные вторичной обмотки трансформатора:₂ = 1,11×I_d = 1,11×50 = 56А,₂ = 1,11×U_d = 1,11×12 = 14В.