Решение. 1 Определим ток потребителя Id из формулы мощности

Решение

Решение

1 Определим ток потребителя Id из формулы мощности

P = Ud Id → Id = P / Ud = 250/100 = 2,5 A.

2 Найдем напряжение, действующее на диод в непроводящий период Uв, для такой схемы:

Uв = πUd = 3,14 ∙ 100 = 314 B.

3 По данным Id = 2,5 A и Uв = 314В, в таблице 2 подберем диод, исходя из условий

Iдоп ≥ Id и Uобр ≥ Uв.

Таким будет диод Д232Б(5А, 400В), у которого Iдоп = 5 А > Id = 2,5 A и

Uобр = 400 В > Uв = 314 В.

4Чертим схему и графики переменного, пульсирующего и постоянного напряжения или тока в нагрузке.

Пример 14 Для питания постоянным током Id = 10А потребителя мощностью P = 1000Вт необходимо собрать схему двухполупериодного выпрямления с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора (Рисунок 23), подобрав диоды, технические данные которых приведены в таблице 2. Начертить схему выпрямителя.

Дано: P =1000 Вт; Id = 10А.

Определить: Выбрать тип диодов. Начертить схему выпрямителя.

1 Определим напряжение потребителя Ud из формулы мощности

P = Ud Id → Ud = P / Id = 1000/10 = 100В.

2 Определим напряжение, действующее на диод в непроводящий период Uв, для такой схемы

Uв = πUd = 3,14 ∙ 100 = 314 B.

3По данным Id = 10 A и Uв = 314B, в таблице 2 подберем диод

Д232Б(5А, 400В), у которого Iдоп.д = 5А = 0,5 Iо = 0,5 ∙ 10 = 5A и

Uобр = 400 В > Uв = 314 В.

4Чертим схему и графики переменного, пульсирующего и постоянного напряжения или тока в нагрузке

Пример 15 Для питания постоянным током потребителя мощностью Р = 800 Вт при напряжении Ud = 150 B необходимо собрать мостовую схему двухполупериодного выпрямления (Рисунок 24), подобрав диоды, технические данные которых приведены в таблице 2.

Дано: P = 800 Вт; Ud = 150 B.

Определить: Выбрать тип диодов, начертить схему выпрямителя.

1 Определим ток потребителя из формулы мощности

P = Ud Id → Id = P / Ud = 800/150 = 5,33 A

2 Найдем напряжение, действующее на диод в непроводящий период, Uв для мостовой схемы:

Uв = 1,57 Ud = 1,57 ∙ 150 = 235,5 В.

3 По данным, Id = 5,33 A и Uв = 235,5 В, в таблице 2 выбираем тип диода, исходя из условий Iдоп.д. ≥ 0,5 Id и Uобр ≥ Uв.

Таким будет диод Д231Б(5А, 300В), у которого Iдоп.д = 5 А > 0,5 Iо = 0,5 ∙ 5,33 = 2,56 А и Uобр = 300 В > Uв = 235,5 В.

4Чертим схему и графики переменного, пульсирующего и постоянного напряжения или тока в нагрузке

Для закрепления материала рекомендуется решить задачи, к которым даны ответы для возможности самопроверки.

Задача 9 От выпрямителя необходимо получить напряжение постоянного тока Ud=80B при мощности P= 800 Вт. Схемавыпрямителя однополупериодная (рисунок 22). Подобрать диод для такой схемы, используя данные таблицы 2.

Ответ: диод Д231(10А, 300В).

Задача 10 От двухполупериодной схемы выпрямления с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора (рисунок 23) необходимо получить напряжение постоянного тока Ud = 100 B при мощности P = 1000 Вт. Используя данные таблицы 2 подобрать типы диодов.

Ответ: диоды Д232Б(5А, 400В).

Задача 11 Двухполупериодная однофазная мостовая схема дает напряжение постоянного тока Ud = 100 В при мощности P = 1000 Вт. Диоды в схеме (рисунок 24) вышли из строя. Используя данные таблицы 2 подобрать типы диодов для такой схемы.

Ответ: диоды Д215(5А, 200В).

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Задача 1

Цепь постоянного тока со смешанным соединением состоит из четырех резисторов. В зависимости от варианта заданы: схема (рисунок 1- 20) сопротивления резисторов R₁, R₂, R₃, R₄; напряжение "U", ток "I" или мощность "Р" всей цепи. (таблица 3)

Определить: 1) эквивалентное сопротивление цепи R_экв;

2) токи, проходящие через каждый резистор I₁, I₂, I₃, I₄;

3) рассчитать баланс мощностей схемы.

4) как изменится сила тока в цепи "I", если перегорит одно

из сопротивлений (подтвердить расчетом).

Таблица 3

Ва-риант	Схема	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	I, U, P. А, B, Вт	Перегорит сопротивле-ние
						U=20B I=5A P=50Вт U=100B I=2A P=48Вт U=40B I=3A Р=120Вт U=40B I=4A Р=90Вт U=60B I=25A P=200Вт U=100B I=4A Р=320Вт U=150B I=4A Р=100Вт U=120B I=20A Р=90Вт U=120B I=25A P=200Вт U=40B I=3A Р=80Вт	R2 R3 R2 R3 R1 R3 R4 R2 R4 R3 R2 R4 R3 R1 R3 R1 R2 R1 R3 R2 R1 R4 R3 R4 R3 R1 R3 R4 R3 R4

Схема для контрольной работы к задаче 1

	1, 2, 3

Задача 2, Варианты 01 - 15

Пролеты цеха рыбокомбината, где установлены три конвейера по переработке рыбы, освещаются одновременно светильниками с лампами накаливания. Лампы соединены звездой с нейтральным проводом и получают питание по четырехпроводному кабелю от трансформаторной подстанции с линейным напряжением - U_л. Лампы первого конвейера включены между фазой А и нейтральным проводом, второго конвейера - между фазой В и нейтральным проводом, третьего - между фазой С и нейтральным приводом. Светильники каждого конвейера имеют одинаковое число ламп, соответственно n_A = n_B = n_C (рисунок 5.21). Определить величины, которые не заданы в условиях вашего варианта:

1) линейное напряжение - U_л (U_AB=U_BC=U_CA);

2) фазное напряжение - U_ф (U_A, U_B, U_C);

3) фазные токи - I_ф (I_A, I_B, I_C);

4) мощность одной лампы - Р_ламп;

5) фазные мощности - Р_ф (Р_А, Р_В, Р_С)

6) общую мощность трехфазной цепи - Р

Данные для своего варианта взять из таблицы4.

Таблица 4

Вариант	Число ламп nA=nB=nC	P, U, I	Вариант	Число ламп nA=nB=nC	P, U, I
		Рламп=200Вт Uл=380В			Рф=2200Вт Iф=10А
		Рламп=200Вт Iф=10А			Рф=6600Вт Uф=220В
		Рламп=200Вт Uф=220В			Рламп=40Вт Uф=220В
		Рф=2200Вт Iф=10А			Рламп=40Вт Uл=380В
		Рф=2200Вт Uл=380В			Рламп=40Вт Iф=10А
		Рламп=100Вт Uл=380В			Рф=2200Вт Uл=380В
		Рламп=100Вт Iф=10А			Рф=2200Вт Uф=220В
		Рламп=100Вт Uф=220В

Рисунок21

Задача 2, Варианты 16-30

Для нагрева водного раствора в ванне моечной установки, предназначенной для мойки блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания и деталей автомобилей, используются трубчатые электронагревательные элементы (ТЭН). Нагреватели соединены треугольником и подключены к трехпроводной кабельной линии, которая получает питание от распределительного пункта цеха с линейным напряжением - U_л = 220 В (рисунок 5.22). Нагреватели первого приемника - nAB подключены между фазами А и В, второго - n_BC между фазами В и С, третьего - n_CA между фазами С и А. В каждой фазе включено одинаковое число ТЭН n_AB=n_BC=n_CA. Определить величины, которые не заданы в условиях задачи вашего варианта:

1) фазные токи - I_ф (I_AB, I_BC, I_CA);

2) линейные токи - I_л (I_A, I_B, IC);

3) мощность одного нагревателя - Р_нагр;

4) фазные мощности - Р_ф (Р_АВ, Р_ВС, Р_СА);

5) активную мощность трехфазной цепи - Р.

Данные взять из таблицы 5

Таблица 5

Вариант	Число ТЭН nAB=nBC=nCA	Р, Рф, Рнагр, Вт	Вариант	Число ТЭН nAB=nBC=nCA	Р, Рф, Рнагр, Вт
		Рнагр=220 Рф=440 Рф=660 Р=1320 Р=1980 Рф=880 Рнагр=110 Р=2640			Рф=660 Рнагр=110 Р=1980 Рф=550 Рнагр=55 Р=1650 Р=1980

Рисунок 22

Задача 3, Варианты с 01 по 30

Трехфазные асинхронные двигатели используются для работы строгальных, фрезеровальных и токарных станков металлообрабатывающего завода. Все двигатели работают в номинальном режиме и подключены к сети с линейным напряжением U_л = 380В, с промышленной частотой f=50 Гц. Известны число полюсов и некоторые данные режима их работы: номинальная мощность - Р_ном, частота вращения ротора - n_2ном, скольжение - S_ном, коэффициент мощности - cosφ_ном и коэффициент полезного действия - η_ном. Определить величины, не заданные в условии:

1) частоту вращения магнитного поля статора n1;

2) частоту вращения ротора - n₁;

3) скольжение - S_ном;

4) ток двигателя - I_1ном;

5) номинальный момент вращения - М_ном;

6) активную мощность, потребляемую двигателем из сети - Р_1ном.

7) Объяснить, как осуществляется регулирование частоты вращения ротора двигателя.

Данные для своего варианта взять из таблицы 6

Таблица 6

Вариант	Число полюсов	Р2ном, кВт	Sном, %	n2ном, об/мин	cosφном	η ном
		5,5 5,5	4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 2,0 2,0 2,0 1,5 3,5 2,5		0,89 0,88 0,87 0,89 0,88 0,89 0,90 0,91 0,88 0,89 0,84 0,85 0,92 0,89 0,92 0,92 0,91 0,89 0,92 0,91 0,89 0,91 0,94 0,91 0,89 0,93 0,84 0,86 0,81 0,92	0,92 0,93 0,94 0,93 0,93 0,94 0,95 0,93 0,93 0,90 0,91 0,90 0,80 0,92 0,94 0,89 0,92 0,91 0,89 0,94 0,92 0,89 0,88 0,89 0,92 0,82 0,84 0,85 0,92 0,81

Задача 4, Варианты с 01 по 15

Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением приводится в работу асинхронным двигателем трехфазного тока и используется для питания специальной аппаратуры предприятия. Сопротивление обмотки якоря R_я = 0,1 Ом, возбуждения R_в = 50 Ом. КПД генератора η=0,9. Начертить схему генератора параллельного возбуждения. Определить значения, характеризующие работу генератора, которые не заданы в условиях задачи:

1) ЭДС генератора - Е;

2) напряжение на зажимах генератора - U;

3) значение токов в нагрузке - I, в обмотке якоря Iя, в обмотке возбуждения - I_в;

4) полезную мощность, отдаваемую генератором - Р₂;

5) мощность, затраченную электродвигателем на работу генератора - Р₁.

Данные для своего варианта взять из таблицы 7.

Таблица 7

Вариант	Е, U, P, I	Вариант	T, U, P, I
	U=220B; Iя =100А Е=210В; Iя = 100А I= 96A; U = 200B P2=19200Вт; I = 96A P2=19200Вт; Iв = 4A Р1=21330Вт; I=96A P1=21330Вт; Iв = 4А Iв =4А; Iя = 100А		U = 200B, I=96A E =210B; U =200B E = 260B; U =250B U=250B; I=95A Iв =5А; Iя = 100А Р1=26388Вт; Iв =5А Р1 =26388Вт; I=95A

Задача 4, Варианты с 16 по 30

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением общепромышленного применения используется для приведения в движение центробежного насоса, который откачивает воду из траншей, предназначенных для прокладки телефонных кабелей. Сопротивление обмотка якоря Р₂=0,1 Ом, возбуждения R_в=55 Ом, КПД двигателя η=0,85, частота вращения якоря n= 956 об/мин. Начертить схему двигателя. Определить значения, характеризующие работу двигателя, которые не указаны в условиях задачи:

1) противо-ЭДС, Е, которая индуцируется в обмотке якоря при работе двигателя;

2) напряжение сети, от которой питается двигатель, U;

3) момент вращения двигателя, М;

4) токи в обмотке якоря Iя, в обмотке возбуждения Iв, общий ток двигателя I;

5) мощности: на валу двигателя Р₂ и потребляемую из сети Р₁.

Данные для своего варианта взять из таблицы 8.

Таблица 8

Вариант	Е, U, P, I	Вариант	Е, U, P, I
	U=220B; Iя =100А Е=210В; Iя = 100А I= 104A; U = 220B P2=1944Вт; I = 104A P2=1944Вт; Iв = 4A Р1=22880Вт; I=104A P1=22880Вт; Iв = 4А Iв =4А; Iя = 100А		U = 200B, I=104A E =210B; U =220B E = 265B; U =275B U=275B; I=105A Iв =5А; Iя = 100А Р1=288758Вт; Iв =5А Р1 =288758Вт; I=275A

Задача 5, Варианты с 1 по 30

От выпрямителя, согласно данной вам схеме (таблица 9) потребителю подается выпрямленное напряжение - Ud или ток - Id при мощности - Р. Подберите по таблице 10 полупроводниковые диоды по допустимому току (Iдоп) и обратному напряжению (Uобр), для работы в качестве вентилей. Начертите схему выпрямителя и опишите процесс выпрямления переменного тока в ней (достоинства и недостатки) поясните ответ графиками переменного, пульсирующего и постоянного напряжения или тока в нагрузке.

Таблица 9

Вари-ант	схема	U0 или I0	Р, Вт	Вари-ант	схема	U0 или I0	Р, Вт
	Однополупериодная	1 А 100 В 8 А 50 В 10 А 20 В 4 А 200 В 3 А 100 В 50 В 4 А 40 В 10 А 80 В	30 Вт		вторичной обмотки трансформатора	25 В 8 А 90 В 0,2 А 0,8 А 100 В 20 А 50 В 80 В 30 В 10 А 100 В 4 А 30 В 150 В
2-х полупериодная с выведен ной средней точкой	2-х полупериод-ная мостовая схема

Таблица 10

Тип диода	Iдоп, А	Uобр, В	Тип диода	Iдоп, А	Uобр, В
Д 205 Д 207 Д 209 Д 210 Д 211 Д 214 Д 214А Д 214Б Д 215 Д 215А Д 215Б Д 233 Д 233Б Д 234Б Д 242 Д 242А Д 242Б Д 244А Д 244Б Д 302	0,4 0,1 0,1 0,1 0,1		Д 243 Д 243А Д 243Б Д 217 Д 218 Д 221 Д 222 Д 224 Д224А Д 224Б Д 226 Д 226А Д 231 Д 231Б Д 232 Д 232Б Д 244 Д 303 Д 304 Д 305	0,1 0,1 0,4 0,4 0,3 0,3

Дата добавления: 2015-05-06