Краткие теоретические сведения. Расчет параметров трансформатора

Расчет параметров трансформатора

Выбор деталей выпрямителей

По результатам расчетов выпрямителей необходимо выбрать тип применяемых диодов и стандартные конденсаторы сглаживающих фильтров.

Диоды выбирают по допустимому среднему току I _пр.ср, который должен быть больше получившегося в результате расчета на ЭВМ среднего тока вентиля, с проверкой по допустимому импульсному току I _пр.и и обратному напряжению U _обр., которое должно быть не менее чем в два раза больше напряжения холостого хода выпрямителя. Параметры диодов приведены в приложении 3 (таблица П3.1 для одиночных диодов, таблица П3.2 – для диодных блоков). В пояснительной записке для диода необходимо привести маркировку (например КД202А) и параметры (I _пр.ср, I _пр.и, U _обр и U _пр.ср). Для мостовых выпрямителей первого и второго каналов рекомендуется применять блоки типа КЦ402 – КЦ412.

Пример выбора диодов для первого канала.

По результатам расчёта на ЭВМ получилось:

ТОК ВЕНТИЛЯ: (ДИОДА)

МАКСИМАЛЬНЫЙ 5.991 А.

СРЕДНИЙ 0.75 А.

ТОК НАГРУЗКИ, А: НАПРЯЖЕНИЕ, В:

? 0 24.12

Следовательно, необходимо применить блок диодов, у которого:

I _пр.ср > 0,75 А; I _пр.и > 6 А; U _обр > 2 × 24,12 = 48.24 В.

По таблице П3.2 выбираем блок типа КЦ412А, у которого

Тип	I пр.ср (А)	I пр.и (А)	U обр. (В)	U пр.ср (В)
КЦ412А				1,2

Конденсаторы сглаживающих фильтров должны иметь емкость не менее получившейся по результатам расчета. Рабочее напряжение конденсаторов выбирается в 1,2…1,5 раза больше напряжения холостого хода выпрямителей, которое определяется из расчетов нагрузочной характеристики при токе нагрузки, равном нулю. Параметры некоторых электролитических конденсаторов, применяемых в сглаживающих фильтрах, приведены в приложении 4. Обозначение выбранного конденсатора должно быть указано следующим образом: К50-6 2000 мк х 50В.

Пример выбора конденсатора для первого канала.

По результатам расчёта на ЭВМ получилось:

ЕМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА ФИЛЬТРА 2690.9 мкФ.

Напряжение холостого хода выпрямителя 24,12 В.

Следовательно, необходимо применить конденсатор, у которого ёмкость должна быть больше 2609 мкФ, рабочее напряжение больше 24,12 × 1,2 = 29 В.

По таблице П4.1 выбираем конденсатор типа К50-6, у которого

Тип	Номинальное напряжение, В	Номинальная емкость, мкФ	Допустимая амплитуда напряжения переменной составляющей, %
К50 - 6			5...20

Убеждаемся, что конденсатор выдерживает требуемый коэффициент пульсации: К’ _п1 = 9,6%, что укладывается в допустимую амплитуду напряжения переменной составляющей 5…20 %.

Работа трансформатора основана на магнитном свойстве электрического тока. При подключении первичной обмотки к сети переменного тока частотой 50 Гц по этой обмотке протекает переменный ток, который создает вокруг ее витков и в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле. Пронизывая витки вторичной обмотки, это поле индуцирует в них ЭДС. Соотношение количества витков первичной и вторичных обмоток определяет коэффициент трансформации, следовательно, получаемое напряжение на вторичной обмотке (выходное напряжение). Если количество витков вторичной обмотки больше, чем первичной, выходное напряжение трансформатора будет выше напряжения питающей сети, и такая обмотка называется повышающей. Если же вторичная обмотка содержит меньше витков, чем первичная, выходное напряжение будет ниже напряжения сети, а обмотка называется понижающей.

Трансформатор - это пассивный преобразователь энергии. Его коэффициент полезного действия всегда меньше единицы. Это означает, что мощность, потребляемая нагрузкой, всегда меньше, чем мощность, потребляемая нагруженным трансформатором от сети. Следовательно, в повышающих обмотках сила тока меньше, а в понижающих - больше, чем в сетевой (первичной) обмотке.

Чем больше сила тока в обмотках трансформатора, тем больше магнитный поток в его сердечнике, и тем больше должна быть толщина сердечника. Кроме этого, чем больше сила тока в обмотке, тем более толстым проводом она должна быть намотана, а это требует увеличения площади окна сердечника. Поэтому от мощности трансформатора зависят его габариты, и наоборот. Сердечник определенного размера пригоден для изготовления трансформатора только до определенной мощности, предельной для данных размеров сердечника. Эта предельная мощность называется габаритной мощностью трансформатора S _Т.

Как и всякий преобразователь энергии, трансформатор характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД) - отношением мощности, потребляемой нагрузкой трансформатора, к мощности, которую нагруженный трансформатор потребляет от сети. КПД маломощных трансформаторов промышленной частоты колеблется в пределах от 0,8 до 0,95. Более высокие значения КПД имеют трансформаторы большей мощности.

Дата добавления: 2015-05-06