Расчёт однополупериодного выпрямителя с активной нагрузкой

Исходные данные:

1. Выпрямитель однофазный однополупериодный (рис. 1).

2. На вход первичной обмотки трансформатора подводиться напряжение промышленной сети частотой 50 Гц и напряжение Uc.

3. Среднее значение выпрямленного тока I0 = 50 mA, сопротивление нагрузки Rн = 20 кОм.

4. Действующее значение напряжения на зажимах первичной обмотки U1 = 220 B.

Определить: токи и напряжения во вторичной обмотке.

Порядок расчёта:

1. На рис. 2 представлены графики переменного напряжения U2 действующего на зажимах вторичной обмотки трансформатора, пульсирующего тока I2, которое изменяется от нуля до максимального значения I2m и постоянная составляющая выпрямленного тока I0. Предполагается, что ток i2 изменяется по синусоидальному закону:

Примечание: Вначале не рассматривается сглаживающее влияние ёмкости С.

Рассчитаем T и w, выходя из заданной частоты f (f = 50 Гц):

Определим I2m:

2. Определим постоянную составляющую выпрямленного напряжения:

3. Если пренебречь внутренним сопротивлением диода для прямого тока, то падение напряжения I2mRн можно считать равным максимальному напряжению на зажимах вторичной обмотки трансформатора:

4. Далее необходимо выбрать диод.

Из схемы на рис. 1 следует, что в отрицательный полупериод диод находиться под напряжением действующим на зажимах вторичной обмотки трансформатора. Наибольшее обратное напряжение оказывается равным:

Подбирая диод необходимо, чтобы выполнялось условие:

Подбирая диод необходимо следить, чтобы среднее значение тока I0, которое проходит через диод, не превышало допустимого среднего значения тока этого диода Iср.доп. . Если это равенство не выполняется, то необходимо подобрать диод с большим значением Iср.доп. или включить несколько однотипных диодов параллельно друг другу.

Количество диодов определяется по формуле:

5. Далее определяется трансформатор по нагреву, т.е. по действующему значению тока и напряжения в первичной и вторичной обмотке трансформатора. Для определения I1 (действующего значения тока в первичной обмотке), рассчитаем коэффициент трансформации:

таким образом выражаем I1:

Мощность первичной обмотки трансформатора:

Мощность вторичной обмотки:

Типовая мощность трансформатора:

Для определения мощности использования трансформатора вводятся коэффициенты использования обмоток:

, ; .

В реальных трансформаторах надо учесть ток намагничивания, и поэтому ток I1 увеличивают на 20 30% и после этого подставляют в формулу мощности. Кроме того, учитывается падение напряжения на вентиле.

6. Схема выпрямителя оценивается по величине пульсации. Поскольку напряжения на нагрузке достигает максимума один раз за период, то и частота пульсации напряжения на нагрузке равна частоте цепи:

Коэффициент пульсации определяется по формуле:

,

где Um1 - амплитуда первой гармоники во вторичной обмотке. Um1 можно найти если разложить напряжение U2(t) в ряд Фурье. Окажется, что , тогда . Такая большая величина является основным недостатком однополупериодной схемы выпрямителя.

Перейти на страницу: 1 2

Прочтите также:

Цифровой измеритель разности двух напряжений
По сути необходимо разработать устройство, преобразующее аналоговый сигнал в, эквивалентный ему, цифровой код. Т.е. замены сигнала серией импульсов за некоторое определенное время. Та ...

Модернизация телефонной сети Аккольского района Акмолинской области
Принято считать, что развитие телефонной связи в мире началось в 1876 году, который был отмечен получением Александром Грэхемом Беллом патента на изобретение электромагнитного телефона. ...

Усилитель мощности миллиметрового диапазона длин волн
Лампы бегущей волны продолжают оставаться одним из важнейших комплектующих элементов, определяющих технический уровень радиолокационно-связных систем. Этот тип ЭВП обладает превосходным ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2020 www.techmatch.ru