Элементы Электроники

Отчет по расчетно-графической работе №2

Вариант №23

Выполнил:

студент группы АЭП – 132

Рыдлевич А.С.

Проверил:

Курлович И.В.

Могилёв 2014 г.

Задача 2. Расчёт однофазного неуправляемого выпрямителя.

Разработать схему мостового выпрямителя на полупроводниковых диодах с индуктивно-емкостным LC-фильтром для выпрямления однофазного синусоидального напряжения. Исходные данные к задаче (напряжение сети U ₁=110 В, номинальное напряжение нагрузки U_d =30 В, номинальная мощность нагрузки P_d =15 Вт, допустимый коэффициент пульсаций К_н =0,1%). Необходимо выбрать тип вентилей, трансформатора, рассчитать параметры фильтра. Описать принцип работы схемы, осуществить моделирование её работы в среде Multisim.

Схема однофазного мостового выпрямителя с LC-фильтром приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема однофазного мостового выпрямителя с индуктивно-емкостным LC-фильтром

Ток нагрузки равен:

А.

Сопротивление нагрузки

Ом.

Для однофазного мостового выпрямителя среднее значение прямого тока через вентиль (выпрямительный диод) определяется как

А.

Обратное максимальное напряжение на вентиле равно:

В.

Выбираем вентили (выпрямительные диоды) 1N4934 c параметрами:

– максимальный прямой ток I_{пр max} = 1A> I_а= 0,355A;

– максимально допустимое обратное напряжение U_{обр max}=150В > U_{а обр max}=109.9В;

– максимальное напряжение в открытом состоянии U_{пр max}=1,1В.

Для однофазного мостового выпрямителя действующее значение вторичного напряжения равно:

В.

Расчётная мощность трансформатора определяется как

В∙А.

Выбираем трансформатор ТПП 282-127/220-50:

В∙А > В∙А.

При последовательном соединении вторичных обмоток А, Б, В, Г получаем U ₂=20+20+20+20=80 В.

Тогда коэффициент трансформации

Коэффициент пульсации на выходе однофазного мостового выпрямителя К_п = 0,67.

Требуемый коэффициент пульсации К_н = 0,006.

Коэффициент сглаживания фильтра равен:

П-образный фильтр состоит из простого С-фильтра и Г-образного LC-фильтра. Его коэффициент сглаживания равен:

Применяем ёмкость конденсаторов С₁=С₂=100 мкФ.

Тогда

Тогда коэффициент сглаживания LC-фильтра равен:

Для LC–фильтра

Гн∙Ф,

где m – число пульс выпрямленного напряжения за период.

Зададимся мкФ. Тогда

Гн.

Параметры фильтра мкФ, Гн удовлетворяют условиям эффективной работы:

; .

; .

Модель однофазного неуправляемого мостового выпрямителя с фильтром приведена на рисунке 2.

Рисунок 2- Модель неуправляемого мостового выпрямителя с П-образным индуктивно-емкостным фильтром

Результаты моделирования: U₂= 36,564В, I_d =0,483 А, U_d = 32,224 В.

Коэффициент пульсации в нагрузке:

Что удволетворяет условию.

Амплитуда первой гармоники выпрямленного напряжения находится с помощбю анализатора спектра XSA1 на частоте 100 Гц.

Рисунок 3- результаты моделирования.

Задача 3. Разработать схему однофазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом трансформатором при работе на активную нагрузку. Исходные данные к задаче: U₁ = 110 В; U_dmin = 20 В; U_dmax = 60 В; R_H = 80 Ом. Необходимо выбрать тип вентилей, определить расчётную мощность и коэффициент трансформации трансформатора, построить регулировочную характеристику управляемого выпрямителя и по ней определить требуемые углы регулирования, осуществить моделирование её в среде Multisim, привести временные диаграммы для режима максимального тока нагрузки.

Дата добавления: 2015-05-06