Электрический расчет выпрямителя с индуктивной нагрузкой

Информацию из этого пункта необходимо использовать для расчета выпрямителя с индуктивной нагрузкой. Для расчета выпрямителя с емкостной нагрузкой нужно пользоваться пунктом 3.8.

Таблица 3.9.1 – Формулы для расчета выпрямителя с индуктивной нагрузкой

Схема вы­прямления	krL	kL	ΔUтр, В	Uпр.сх В	I1, А	I2, А	U2, В	PГ, ВА	P2, ВА
Двухполу­период­ная		0,0055	I0rтр	Uпр	I0	0,7I0	1,11U0х	1,34P0	1,57P0
Одно­фазная мостовая	5,2	0,0064	I0rтр	2Uпр	I0	I0	1,11U0х	1,11P0	1,11P0
Трехфазная однополу­периодная	6,6	0,0033	I0rтр	Uпр	0,47 I0	0,58I0	0,855U0х	1,33P0	1,5P0
Трехфазнаямостовая	2,5	0,001	2I0rтр	2Uпр	0,82 I0	I0	0,43U0х	1,05P0	1,05P0
Примечание: P0=U0xI0

В таблице 3.9.1 в зависимости от выбранной схемы выпрямления приведены формулы и данные для определения параметров k_rL, k_L, ΔU_тр, U_пр.ср, I₁, I₂, U₂, P_Г, P₂, используемых при расчете выпрямителя. Работа с таблицей производится так же, как и с таблицами 3.5.1, 3.6.1 и 3.8.1 (см. пункты 3.5, 3.6, 3.8).

Рассмотрим порядок электрического расчета выпрямителя с индуктивной нагрузкой.

Вычисляется активное сопротивление обмоток питающего трансформатора, приведенное к вторичной обмотке, по формуле

r_тр= k_rL∙ ∙ , (3.9.1)

где k_rL – коэффициент, определяемый по таблице 3.9.1;

B – индукция в сердечнике трансформатора, Тл (см. табл. 3.8.2 пункта 3.8);

σ – число стержней магнитопровода трансформатора, несущих обмотки (см. табл. 3.8.3 пункта 3.8);

U₀ – напряжение на выходе схемы выпрямления с учетом падения напряжения на LC-фильтре, В (см. формулу 3.4.1 пункта 3.4);

I₀ – выходной ток выпрямителя, А (см. пункт 3.2);

f_с – частота питающей сети, Гц (см. пункт 3.1).

Мощность трансформатора для определения величины магнитной индукции в сердечнике ориентировочно считается равной 2U₀I₀. Это оценочное значение, и в дальнейшем мощность вычисляется более точно. Если питающая сеть однофазная, то выбирается для трансформатора либо броневой сердечник (σ=1), либо стержневой П-образный сердечник (σ=2). Для маломощных трансформаторов рекомендуется использовать броневой сердечник, а для трансформаторов средней и большой мощности – стержневой сердечник.

Определяется индуктивность рассеяния обмоток трансформатора, приведенная к фазе вторичной обмотки, по формуле (измеряется в Гн):

L_S=k_L∙σ∙ , (3.9.2)

где k_L – коэффициент, определяемый по таблице 3.9.1.

Вычисляются падения напряжения на активном сопротивлении трансформатора ΔU_тр по формулам табл. 3.9.1 и на реактивном сопротивлении трансформатора ΔU_L по формулам табл. 3.9.2.

Таблица 3.9.2 – Падение напряжения на реактивном сопротивлении трансформатора в зависимости от выпрямленной мощности P_0н (см. формулу 3.3.1 пункта 3.3 для P_0н)

P0н, ВА	ΔUL, В
При fc=50 Гц	При fc=400Гц
10÷30	(0,2÷0,14)U0	(0,07÷0,05)U0
30÷100	(0,14÷0,1)U0	(0,05÷0,035)U0
100÷300	(0,1÷0,07)U0	(0,035÷0,025)U0
300÷1000	(0,07÷0,05)U0	(0,025÷0,018)U0
1000÷3000	(0,05÷0,035)U0	(0,018÷0,012)U0
3000÷10000	(0,035÷0,025)U0	(0,012÷0,009)U0

Знак «÷» в табл. 3.9.2, как и ранее, обозначает диапазон. То есть, например, для диапазона выпрямленных мощностей от 10 до 30 ВА (10÷30) при f_c=50 Гц выбирается любое значение ΔU_L в диапазоне от 0,14U₀ до 0,2U₀ (т.е. 0,14U₀, 0,15U₀, 0,16U₀, 0,17U₀, 0,18U₀, 0,19U₀ или 0,2U₀).

Рассчитывается прямое падение напряжения U_пр.сх на диодах в выбранной схеме выпрямителя по формулам табл. 3.9.1.

Определяется ориентировочное падение напряжения на дросселе фильтра по формуле:

U_ф=U_0н∙0,01∙ , (3.9.3)

где – величина в %, определяемая по графикам на рис. 3.1 в зависимости от мощности P_0н нагрузки выпрямителя и от частоты f_c переменного напряжения питающей сети.

Вычисляется выпрямленное напряжение U_0x на холостом ходе:

ΔU_0x=U₀+ΔU_тр+ΔU_ф+ΔU_пр.сх+ΔU_L. (3.9.4)

Определяется уточненное значение U_обр.и для выбранной схемы выпрямления по формулам табл. 3.9.1 (формула в столбце с пометкой «уточненное»). Это значение сравнивается со значением U_{обр.и.max}, выбранной марки диода. Если получается, что U_{обр.и.max} оказывается меньше U_обр.и (т.е. U_{обр.и.max}<U_обр.и), то необходимо выбрать диод с большим значением U_{обр.и.max}, а если такового не найти, то воспользоваться рекомендациями пункта 3.7.

Производится расчет параметров U₂, I₁, I₂, P_Г питающего выпрямитель трансформатора по табл. 3.9.1 для выбранной схемы выпрямления. U₂ – напряжение вторичной обмотки, В; I₁ – ток в первичной обмотке, А; I₂ – ток во вторичной обмотке, А; P_Г – габаритная мощность трансформатора, Вт.

Дата добавления: 2017-01-13