Расчет выпрямителей

Расчет выпрямителей, работающих на нагрузку с индуктивной реакцией
выбрать материал сердечника трансформатора
РАСЧЕТ МАЛОМОЩНОГО ИСТОЧНИКАЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Двухполупериодный мостовой выпрямитель
СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ
ПРИМЕР РАСЧЕТА
ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА СТАБИЛИЗАТОРА
Схема стабилизатора со сглаживающим фильтром.

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ

ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
ФОТОПРИЁМНИКИ
ИЗУЧАЕМАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ
Принцип действия оптических волокон
Базовая схема установки для проведения экспериментов
Практическая часть работы

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА
Конструктивный расчет обмоток

Расчет выпрямителей, работающих на нагрузку с индуктивной реакцией

При токах нагрузки, превышающих 500 мА, применение простейшего емкостного фильтра не оправдано, т.к. для обеспечения необходимой фильтрации требуется емкость слишком большой величины. В этом случае целесообразно применение разнообразных индуктивных фильтров, наибольшее распространение из которых получил Г – образный LC фильтр. Рассмотрим особенности расчета выпрямителей, работающих на активную нагрузку, в которых необходимый коэффициент пульсаций обеспечивается LC фильтром.

Схема выпрямителя с LC фильтром приведена на рис. 1.

 


 Рис. 1 

  Здесь Lдр - индуктивность, а rдр - активное сопротивление дросселя, Rн – сопротивление нагрузки Cф – емкость фильтра.

Обозначим KП0 _ коэффициент пульсаций на входе фильтра (определяется выбранной схемой выпрямления), а KП1  - на выходе (на нагрузке). Назовем коэффициентом сглаживания фильтра q отношение этих коэффициентов:

 q = KП0 / KП1 (1)

При выбранных обозначениях приближенное значение коэффициента сглаживания можно получить в виде следующего равенства:

 q ≈ p2ω2LдрCф _ 1 (2)

где p – число фаз выпрямления, а ω = 2 π f - угловая частота сетевого напряжения.

Так как при расчете фильтра коэффициент сглаживания задан и искомыми величинами являются Lдр и Cф , то выражение (2) удобнее переписать в виде:

 LдрCф = (q + 1) / p2ω2 (3)

Если выразить Lдр в генри, а Cф в микрофарадах, то получатся следующие расчетные формулы:

а) при f = 50 гц  LдрCф ≈ 10(q + 1) / p2, гн . мкФ; (4)

б) при f = 400 гц LдрCф ≈ 0,16(q + 1) / p2, гн . мкФ. (5)

Величины  Lдр и Cф обычно выбирают такими, чтобы реактивное сопротивление дросселя было заведомо больше реактивного сопротивления конденсатора, т.е. чтобы выполнялось неравенство

 pωLдр > 1/( pωCф) (6)

  Однако такое соотношение величин Lдр и Cф еще не обеспечивает индуктивную реакцию нагрузки на выпрямитель во всем диапа­зоне изменения тока нагрузки, т. е. при этом условии ток через дроссель может иметь перерывы, характерные для выпрямителя, работающего на емкостную нагрузку.

 Минимальную индуктивность дросселя, при которой выполня­ется условие непрерывности, часто называют критической индук­тивностью фильтра. Часто вместо критической выбирают опти­мальную индуктивность дросселя, чтобы надежно обеспечить ре­жим работы, при котором ток нагрузки не прерывается. При этом под оптимальной индуктивностью понимают индуктивность L опт = 2 Lкрит.

Оптимальная индуктивность дросселя фильтра может быть рассчитана по формуле

 Lдр опт = 2Uн / [( p2- 1) p f Iн π] (7)

Где f — частота питающего напряжения; p — число фаз вып­рямления; Uн и Iн — напряжение и ток в нагрузке.

Выбирать большие значения индуктивности дросселя нельзя, ибо индуктивность дросселя сильно влияет на величину перенап­ряжений на элементах фильтра при включении выпрямителя.

Выбор емкости Cф, включенной параллельно сопротивлению нагрузки, существенно ограничивается тем, что реактивное сопро­тивление конденсатора Хс для тока с наиболее низкой частотой пульсации должно быть намного меньше сопротивления нагрузки.

Одновременно с указанными требованиями к выбору индуктив­ности и емкости фильтра необходимо считаться и с тем, что при совпадении резонансной частоты фильтра ωф = 1/(LдрCф)1/2 с частотой пульсации возможно не только сглаживание, но и резкое резонансное уси­ление пульсации. Чтобы этого избежать, величины Lдр и Cф вы­бираются настолько большими, чтобы резонансная частота дрос­селя была намного ниже основной частоты пульсации и низшей частоты переменной составляющей тока нагрузки. Обычно реко­мендуется выбирать элементы фильтра так, чтобы выполнялось неравенство pω > 2ωф. Из сказанного следует, что выбор Lдр и Cф приходится делать так, чтобы одновременно удов­летворять всем указанным требованиям, в том числе и заданно­му коэффициенту сглаживания.

Прежде чем приступить к расчету, необходимо выбрать материал сердечника трансформатора, значение максимальной индукции и на их основе провести предварительный расчет активного сопротивления обмоток трансформатора.

РАСЧЕТ МАЛОМОЩНОГО ИСТОЧНИКА ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

По заданным параметрам рассчитать параметрический стабилизатор напряжения

ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЫПРЯМИТЕЛЯ временные диаграммы однополупериодного выпрямителя

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ На выходе выпрямителя получается пульсирующее постоянное напряжение. Для многих электронных устройств коэффициент пульсации питающего напряжения не должна превышать р = 10-2 – 10-5. Поэтому для уменьшения пульсации применяются сглаживающие фильтры.

ПРИМЕР РАСЧЕТА Цель расчета: при заданных параметрах обеспечить стабилизацию напряжения на нагрузочном устройстве.

ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА СТАБИЛИЗАТОРА

РАСЧЕТ СГЛАЖИВАЮЩЕГО ФИЛЬТРА Схема стабилизатора со сглаживающим фильтром.

Расчет электротехнических устройств