Методические указания к решению задачи Расчет сглаживающего фильтра Трехфазные цепи Цепи несиносоидального тока

Типовые расчеты по электротехнике

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ №3

Задача №1

РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

В табл. 1 заданы основные параметры выпрямителя:

- среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке – ;

- среднее значение выпрямленного тока –

- допустимый коэффициент пульсаций напряжения нагрузки – .

Требуется:

Начертить принципиальную электрическую схему однофазного мостового выпрямителя и описать его работу.

Выбрать тип диодов выпрямителя.

Рассчитать действующие значения напряжения вторичной обмотки трансформатора , токов обмоток трансформатора  и .

Определить габаритную мощность трансформатора.

Рассчитать параметры элементов Г-образного сглаживающего - или - фильтра.

Рассчитать и построить временные диаграммы:

  а) напряжения и тока во вторичной обмотке трансформатора;

 б) напряжения и тока в активной нагрузке при отсутствии сглаживающего фильтра.

 Для питания электронных устройств небольшой мощности обычно применяют двухполупериодные выпрямители двух типов: мостовые и с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора.

  Наибольшее распространение получил двухполупериодный мостовой выпрямитель, который обладает лучшими технико-экономическими показателями, а именно: повышенная частота пульсаций, относительно небольшое обратное напряжение, хорошее использование трансформатора, возможность работы от сети переменного тока без трансформатора.

 Рассчитываемый выпрямитель состоит из трансформатора, четырех диодов и сглаживающего фильтра. Диоды выпрямителя собраны по однофазной мостовой схеме.

 

Выбор типа диодов выпрямителя

 В выпрямителях диоды являются основными элементами, поэтому они должны соответствовать всем электрическим параметрам выпрямителей. При выборе типа диода необходимо знать: максимальное обратное напряжение на диоде  и среднее значение прямого тока диода .

 Для обеспечения надежной работы диодов в выпрямителях требуется выполнение условий превышения значений прямого тока и обратного напряжения примерно на 30% [1] по сравнению с расчетными.

 Максимальное обратное напряжение на диодах

 ,

где  – амплитудное значение напряжения вторичной обмотки трансформатора.

Средний прямой ток каждого диода мостового выпрямителя

.

 С учетом требуемого запаса в 30% по прямому току и максимальному обратному напряжению рассчитываются необходимые параметры диода

 и .

 На основании выполненных расчетов по справочной литературе выбирается соответствующий тип диода с указанием основных его параметров.

 

Определение габаритной мощности трансформатора

Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора  определяется из следующего соотношения

.

Следовательно .

Сопротивление нагрузки .

Максимальный ток вторичной обмотки трансформатора

.

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

.

 Габаритная мощность трансформатора для однофазной мостовой схемы выпрямления

 ,

где  и  – расчетные мощности первичной и вторичной обмоток трансформатора.


Расчет токов с применением законов Кирхгофа