Однофазный управляемый выпрямитель

5) Максимальное значение напряжения сети

U2.max=Um(1+a)=25*(1+0,15)=29

6)  Максимальное значение угла управления

cosα.max=(Uвыпр.min*π)/(Uм.max*1,4142)-1=(13,72*П)/(29*1.4142)-1=0,05

α.max = 87°

7) Максимальное и минимальное значения тока нагрузки.

Id.max= Ud.max/Rd=14/0,5=28 A.

Id.min= Ud.min/Rd=10/0,5=20 A.

Расчет элементов схемы выпрямителя

Элементы  схемы выпрямителя  выбираем, выходя из условия обеспечения  надёжной работы в  наибольше тежолом  возможном режиме . Для расметриваемого выпрямителя такой режим будет реализован при при максимально нагрузке сети ( Uм.max=25 В.) и минимальном углу управления (α.min = 30,23°). Для обоспечения запаса параметров элементов схемы расчет выполняют для угла упавления α = 0°, тоесть для неуправляемого режима.

Из  этого выходит, что  при расчетах можна  использовать формулы, получпные для  неуправляемого выпрямителя.

Таб.1

8) Режим работы нагрузки при α=0 и напряжении   Ud.max

U´d.max= 2Ud.max*1,4142 /П=2*28,74*1.4142/3,14=25,87 В..

I´d.max= U´d.max /Rd=25,87/0,5=57,5 A.

9) Основные параметры понижающего рансформатора питания электронной       апаратуры трансформатора выпрямителя.

Расчет  трансформаторо приведендалие.

10) Основные параметры вентилей выпрямителя.

Поскольку характер нагрузки индуктивный (используеться LC сглаживающий фильтр)расчет выполняеться в соответствии с формулами для индуктивной реакции нагрузки Таб.1.

  а) максимальное обратное напряжение на диодах и тиристорах, и максимальное                   прямое напряжение на тиристорах.

Uв.max=U´d.max*1,57=25,87*1,57=40,6 В. 

б) Средний ток через  диоды на тиристоры.

Iвd= I´d.max*0,5=57,5*0,5=28,75 А.

в) Действующий ток  через вентили  выпрямителя.

Iв.еф= I´d.max*0,71=57,5*0,71= 40,9 А.

С учетом вычисленых параметров выбираем тиристоры типа Т131-50-1, которые имеют следующие параметры:

 

Как диоды выпрямителя  выбираем диоды типа Д220:

 
 
 

Расчет понижающего трансформатора.

Расчет  трансформатора начинают с определения  его вторичной  мощности ( ВА):

S2=U2I2, где U2- напряжение вторичной обмоти, I2 — ток вторичной обмотки, значение которого находим из таб.1.

S2=U2I2=28*25=700 ВА

По  известной вторичной  обмотке трансформатора орпеделяем первичную  мощность трансформатора:

S1=S2/h где h - КПД трансформатора, который можно принять по таб.2.

S1=S2/h =730 ВА

Таб.2

 

Поперечное  сечение (см²) сердечника трансформатора Qc можно определить по следующей эмпирической формуле:

Qc=kÖS1/f  - для трасформатора стержневого типа.

Qc=kÖS1/2f  - для трасформатора броневого типа.

K — постоянная (6-8)

Qc=kÖS1/f=7*Ö100/400=3,5  см²

При учёте изоляции между  листами, сечение сердечника получиться на 10 % больше, т. е. Qc=1,1*3,5=3,85  см²

Принимаем его размеры следующими:

ширина  стержня  а = 3 см. высота прямиугольного стержня  Hc=2,5*3=7,5 см.

ширина  окна с= Hc/m= 7,5/2,5=3 см.толщина пакета плостин в=1,3 см.

Фактическое сечение выбранного сердечника  Qc=а*в=3*1,3=3,9 см²

I1=S1/U1=730/110=6,63 А.

Определим сечение провода, первичной и вторичной  обмоток исзодя из плотности тока равной 1,3 А/мм²

S1=I1/d=6,63/1,3=5,1мм²

S2=(I2-I1)/d=28-6,63/1,3=16 мм²

Принимаем ля первичной и  втоичной обмоток провода диаметров

d2=4,4 мм. И d1=2,6 мм.

Определяем  число витков первичной  и вторичной обмоток, приняв магнитную  индукцию сердечника Bс=1,10 Тл.

w1=(U1*10⁴)/(222* Bс*Qсф)=(110*10⁴)/(222*1,10*3,5)=1287

w2=w1*( U2* U1)=292

Площадь окна сердечника  Qо =Hc*с=7,5*3=22,5 см²

Проверим  поместяци ли обмотки  трансформатора в  окне сердечника:

Qобм=1287*5,1+292*16=11,235 см²

Qо>Qобм

Из  этого следует  что обмотки трансформатора поместяца в окне сердечника. 
 
 
 

Расчет сглаживающего фильтра.

Для обеспечения заданого коефициента пульсации  напряжения на нагрузке ( Кп = 1 % ) на входе выпрямителя необходимо установить LC – сглаживающий фильтр.

11) Максимальное значение коэфициента пульсации выпрямленого напряжения соответствует углу управления α.max.

Кп.max=2/3*Ö(1+4(1-csoα.max.)=2/3*Ö(1+4(1-0,052)=1,46=146 %

12)  необходимый коефициент сглаживания фильтра.

Кзгл= Кп(и)вх.max/ Кп(и)вых=1,46/0,01=146

13) Искомое произведение LC элементов фильтра.

LC=Кзгл/m²w²=146/4*(2*П*400)²=5,77*10^-6 ГнФ=5,77 мкГнФ