однофазное. Вариант 13. Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель
![]()
|
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.
Расчет. Электрическая схема однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя. ![]() 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 ![]() ![]() Выбираем диод:
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: ![]() Габаритная мощность трансформатора. Первичная мощность трансформатора: ![]() где ![]() ![]() ![]() Электромагнитные нагрузки.
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.
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:
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%. ![]() Расчет размещения обмоток в окне магнитопровода трансформатора. Коэффициент заполнения окна сердечника обмотками: ![]() где dn – диаметры проводов обмоток изоляции; wn – 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. |