Расчёт однополупериодного выпрямителя с активной нагрузкой Пример расчёта!!!!

Расчёт однополупериодного выпрямителя с активной нагрузкой Пример расчёта!!!!

Работу выполняем согласно вашего варианта по журналу!!!!!

Исходные данные:

1. Выпрямитель однофазный однополупериодный¹ (рис. 1). Рисунок обязательно надо начертить!!!

2. На вход первичной обмотки трансформатора² подводиться напряжение промышленной сети частотой 50 Гц и напряжение U_c.

3. Среднее значение выпрямленного тока I₀= 50 mA, сопротивление нагрузки R_н = 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

2. I₂m и постоянная составляющая выпрямленного тока I₀. Предполагается, что ток i₂ изменяется по синусоидальному закону:

Примечание: Вначале не рассматривается сглаживающее влияние ёмкости С³.

Рассчитаем период T и , исходя из заданной частоты f = 50 Гц:

Определим I_2m:

2. Определим постоянную составляющую выпрямленного напряжения:

3. Если пренебречь внутренним сопротивлением диода для прямого тока, то падение напряжения U=I_2mR_н 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:

- среднее значение тока I₀, которое проходит через диод, не должно превышать допустимое среднее значения тока этого диода I_{ср.доп. .}

Если это равенство не выполняется, то необходимо подобрать диод с большим значением I_ср.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: P₁=

Мощность вторичной обмотки: P₂=

Типовая мощность трансформатора:

Для определения мощности использования трансформатора вводятся коэффициенты использования обмоток:

В реальных трансформаторах надо учесть ток намагничивания, и поэтому ток I₁увеличивают 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 U_m1 - амплитуда первой гармоники во вторичной обмотке.

7. Для сглаживания пульсаций выпрямители нагружаются фильтром, в частности емкостным.

Емкостной фильтр применяется при малых токах (т.е. при больших Rн). В этом случае получим зависимость U от t. В данном случае коэффициент пульсации равен:

Ɵ - угол отсечки тока 40^о (0,6981 рад);

f_П= f_C= 50 Гц

k_П = 0,001

Выбираем ёмкость:

Вариант №	Среднее значение выпрямленного тока I₀,мА	Сопротивление нагрузки R_н ,кОм	Действующее значение напряжения на зажимах первичной обмотки U₁,В	Напряжение промышленной сети с частотой f,Гц

Примечание:

1. Выпрямитель однофазный однополупериодный –

2. Трансформатор –

3. Конденсатор –

4. Диод –

5. Резистор –