однофазное. Вариант 13. Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель

• Название: Вариант 13. Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель
• Анкор: однофазное
• Дата: 11.01.2022
• Размер: 61.98 Kb.
• Имя файла: Odnofaznyi_774_dvukhpoluperiodnyi_774_vypryamitel_V_13.docx
• Тип: Документы; #328309

Вариант 13.

Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель.

По данным табл. 6 рассчитать выпрямитель с трансформатором, питающийся от сети переменного тока промышленной частоты f = 50 Гц. Выпрямитель работает на активную нагрузку без сглаживающего фильтра. Для трехфазной сети в табл. 6 дано линейное напряжение. Расчет выпрямителя состоит из следующих этапов:

1. Изобразить электрическую схему выпрямителя с обозначением элементов и основных параметров.

2. Произвести выбор полупроводниковых вентилей.

3. Рассчитать габаритную мощность трансформатора.

4. Выбрать электромагнитные нагрузки: индукцию, плотности тока.

5. Выбрать конструктивное исполнение магнитопровода,

рассчитать его и привести эскиз с основными размерами.

6. Рассчитать обмотки трансформатора: количество витков, сечение обмоточного провода.

7. Произвести расчет размещения обмоток в окне магнитопровода трансформатора.

№ варианта	Напряжение сети	Выпрямленное напряжение	Выпрямленный ток	Схема выпрямления
13	U, В	U0, В	I0, А	Однофазная двухполупериодная мостовая
	220	50	3

Расчет.

1. 
   Электрическая схема однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя.
   

2. 
   Выбор полупроводниковых вентилей.
   

Среднее значение тока диода:



Соотношение между действующим напряжением вторичной обмотки и выпрямленным напряжением для двухполупериодного мостового выпрямителя:



Действующим напряжением вторичной обмотки:



Учитывая падение напряжения открытого диода, окончательное значение переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора будет:



где n – количество последовательно включенных диодов в плече, для

двухполупериодного мостового выпрямителя



– прямое падение напряжения на открытом диоде.

Выбираем диод:

Тип диода	Средний выпрямленный ток	Импульсное обратное напряжение	Прямое падение напряжения
	А	В	В
Д214Б	5,0	100	1

Обратное напряжение, приложенное к запертому диоду:



Обратное напряжение, приложенное к запертому диоду меньше импульсного обратного напряжения диода, что позволяет судить о работоспособности выбранного диода для схемы с данными параметрами.

Мощность цепи выпрямленного напряжения складывается из мощности нагрузки и потери мощности на открытых диодах:



Коэффициент использования мощности для двухполупериодного мостового выпрямителя:



Мощность вторичной обмотки трансформатора:

3. 
   Габаритная мощность трансформатора.
   

Первичная мощность трансформатора:



где – КПД трансформатора, который принимается по таблице 3.

4. 
   Электромагнитные нагрузки.
   

Мощность трансформатора	Индукция	КПД трансформатора	Плотность тока
	Bc		δ
ВА	Тл	η	А/мм2
400	1,15	0,95	1,6

5. 
   Конструктивное исполнение магнитопровода.
   

Выбираем сердечник трансформатора стержневого типа.

Поперечное сечение сердечника трансформатора:



где f – частота тока сети, Гц; k – постоянный коэффициент, равный 6…8 для трансформаторов с воздушным охлаждением.



Поперечное сечение стержня, мм², сердечника выражается через его размеры:



где a – ширина пластин, мм; b – толщина пакета пластин в мм.

Сечение стержня обычно имеет квадратную, прямоугольную или ступенчатую форму, вписанную в окружность. Стержни прямоугольного сечения обычно применяют для трансформаторов до 700 ВА. Высоту прямоугольного стержня, мм, вычисляют по формуле:



Соотношение размеров сечения сердечника находится в пределах:



Ширина окна сердечника принимается по формуле:



где m – коэффициент учитывающий наивыгоднейшие размеры окна сердечника (m=2,5…3).



Сечение ярма трансформатора с учетом изоляции между лисами для трансформаторов стержневого типа принимается:





Для однофазных трансформаторов обычно выбирают типовые сердечники. Наиболее широкое распространение получили ленточные магнитопроводы, позволяющие лучше использовать свойства магнитных материалов.

Типоразмер магнитопровода ШЛ	Размеры		Средняя длина магнитной силовой линии	Активное сечение стали	Площадь окна	Масса магнитопровода
	с	h	lc	Qc	Q0	Gс
мм	мм	мм	см	см2	см2	г
ШЛ40х40	40	100	34,2	13,2	40	3720

6. 
   Расчет обмоток трансформатора.
   

Сечение проводов для первичной и вторичных обмоток определяют в зависимости от тока в обмотках и допустимой плотности тока.

Ток первичной обмотки однофазного трансформатора:



Ток вторичной обмотки однофазного трансформатора:



Сечения проводов первичной обмотки:





Сечение проводов вторичной обмотки:



Выбираем провода для первичной и вторичной обмоток трансформатора:

Обмотка трансформатора	Номинальный диаметр неизолированного провода	Площадь поперечного сечения неизолированного провода	Диаметры изолированного провода марки
			ПЭТВ
	мм	мм2	мм
первичная	0,86	0,5810	0,925
вторичная	1,68	2,220	1,765

Число витков первичной обмотки трансформатора:





Число витков вторичной обмотки трансформатора:



Для компенсации потери напряжения на обмотках трансформатора нужно увеличить число витков вторичной обмотки на 5…10%.

7. 
   Расчет размещения обмоток в окне магнитопровода трансформатора.
   

Коэффициент заполнения окна сердечника обмотками:



где d_n – диаметры проводов обмоток изоляции; w_n – числа витков обмоток; h – высота стержня сердечника; с – ширина окна сердечника.



Коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой для маломощных трансформаторов находится в допустимом пределе 0,2…0,4.