По решению задачи 1и 2

Прежде чем приступить к решению задачи 1 и 2, следует изучить рекомендованные в тексте программы страницы учебника.

1. Для выбора кремниевых диодов необходимо определить обратное

напряжение на диоде U_обр и допустимый средний прямой ток через диод I_ср.

Данные для их расчета приведены в таблице 2. Тип кремниевого диода выбирают из таблицы 3, исходя из значений U_обр и I_ср. Выбранный тип диода должен иметь допустимый прямой ток (среднее значение) I _пр.ср> I_ср и максимальное обратное напряжение U_обр_max > U_обр.

2. Данные для расчета действующего напряжения U₂ и тока I₂ во

вторичной обмотке трансформатора приведены в таблице 2.

3. Коэффициент трансформации рассчитывается по формуле:

Ктр = U₁ /U₂

где: U₁ - действующее значение фазного напряжения в первичной обмотке трансформатора, В. Принимается равным напряжению сети;

U₂ - действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора, В.

Таблица №2

Параметры	Схемы выпрямления
Однофазная мостовая	Однофазная с выводом средней точки трансформатора	Трехфазная (схема Миткевича)	Трехфазная мостовая (схема Ларионова)
1.Обратное напряжение на диоде, Uобр	1,57Uо	3,14 Uо	2,1 Uо	1,05 Uо
2.Среднее значение прямого тока через диод, Iср	0,5Io	0,5 Io	0,33 Io	0,33 Io
3.Фазность выпрямителя, m
4. Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора, U2	1,11 Uо	1,11 Uо	0,855 Uо	0,43 Uо
5.Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора, I2	Io	0,707 Io	0.58 Io	0,815 Io
6.Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора, I₁
7.Рассчетная мощность трансформатора, Ртр	1,11Ро	1,34Ро	1,34Ро	1,05Ро

4. Расчет КПД выпрямителя.

Предварительно следует определить потери мощности в элементах схемы.

4.1. Потери мощности в трансформаторе определяются по формуле, Вт

- расчетная мощность трансформатора определяется из таблицы 2 для заданной схемы выпрямителя, Вт

η_тр- КПД трансформатора, для расчетов принимается равным 0.85.

Электрические параметры выпрямительных диодов

Таблица3

Тип диодов	Uобр. max	Iпр. ср	Uпр.ср	Iобр.ср	Тип диодов	Uобр max	Iпр. ср	Uпр.ср	Iобр.ср
Д214 Д214А Д214Б Д215 Д215А Д215Б Д231 Д231А Д231Б Д232 Д232А Д232Б Д233 Д233А Д233Б Д242 Д242А Д242Б Д243 Д243А Д243Б Д245 Д245А Д245Б Д246 Д246А Д246Б Д247 Д247Б Д248Б КД202 КД202Г Д302 Д303 Д304 Д305 2Д201А 2Д201Б 2Д201В 2Д201Г КД202А КД202В КД202Д КД202Ж КД202К		3,5	1,2 1,0 1,5 1,2 1,0 1,5 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,5 1,0 1,5 1,5 1,25 1,0 1,5 1,25 1,0 1,5 1,25 1,0 1,5 1,25 1,0 1,5 1,25 1,5 1,5 0,9 0,9 0,25 0,3 0,25 0,3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0	3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 0,8 0,8 0,8 1,0 2,0 2,5 3,0 3,0 3,0 3,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0	КД202М КД202Р КД203А КД203Б КД203В КД203Г КД203Д КД206А КД206Б КД206В КД208А КД210А КД210Б КД210В КД210Г КД213А КД213Б КД213В КД213Г КД216А КД216Б КД220А КД220Б КД220В 2Д220Г 2Д220Д 2Д220Е 2Д220Ж 2Д220И Д112-10 Д112-16 Д112-25 Д112-32 Д112-40 В10 В25 В50 ДЛ112-10 ДЛ112-16 ДЛ112-25 ДЛ112-32 ДЛ112-40 ВЛ10 ВЛ25 ВЛ50		11,5	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 1,2 1,2 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 1,0 1,2 1,0 1,0 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1 1,1 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35	1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 0,7 0,7 0,7 0,1 1,5 1,5 1,5 1,5 0,2 0,2 0,2 0,2 0,05 0,05 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,0 1,5 4,0 6,0 6,0 5,0 5,0 5,0 1,0 1,5 2,0 4,0 4,0 4,0 5,0 8,9

4.2. Потери мощности в диодах ∆Р_д, Вт

Для схем выпрямления однофазного тока с выводом средней точки трансформатора и трехфазной однополупериодной (схема Миткевича) определяется по формуле:, Вт

где: U_пр.ср – допустимое прямое напряжение на выбранном типе диода, В

(см. таблица 3)

В мостовых схемах выпрямленный ток протекает по двум последовательно включенным диодам, поэтому потери мощности в диодах для этих схем определяются по формуле:

4.3. Коэффициент полезного действия выпрямителя без учета

сглаживающего фильтра и стабилизатора напряжения определяется по формуле:

где: Р₀= U_{0 *} I₀- активная мощность на нагрузке, Вт;

- потери мощности в трансформаторе, Вт;

- потери мощности в диодах, Вт;

5. Частота пульсации основной (первой) гармоники определяется по

формуле:

где: m – фазность выпрямителя (см.табл. 2);

- частота сети.

6. Коэффициент пульсации основной (первой) гармоники на выходе

выпрямителя рассчитывается по формуле:

7. Расчет элементов сглаживающего LC – фильтра включенного на выходе выпрямителя (задача 2), производится в следующем порядке:

7.1. Рассчитать коэффициент сглаживания фильтра по формуле:

q =К_п1/ К_{п вых},

где: К_п1 – коэффициент пульсации первой гармоники на входе фильтра

(на выходе выпрямителя);

К_{п вых} – коэффициент пульсации первой гармоники на выходе

фильтра (на нагрузке), см. таблице 1.

По рассчитанному значению q выбирается количество звеньев

LC -фильтра.

Если q ≤ 25, то применяется однозвенный LC – фильтр, и в этом случае q_зв= q,

где: q_зв – коэффициент сглаживания одного звена LC – фильтра.

Если q > 25, то применяется двухзвенный LC – фильтр.

Так как использование однотипных деталей экономично, чем разнотипных, то в обоих звеньях двухзвенного фильтра включаются одинаковые элементы L и C. В этом случае коэффициент сглаживания каждого звена определяется по формуле:

q_зв= √q

7.2. Одним из условий выбора индуктивности дросселя фильтра является

обеспечение индуктивной реакции фильтра на выпрямитель.

Минимально допустимое значение индуктивности дросселя, удовлетворяющее этому условию, определяется по формуле:

2U₀

L_др_min = ———————————, Гн

(m² - 1) · m · I₀· 3,14· f_с

Определив значение минимальной индуктивности, рассчитывают значение

емкости фильтра по формуле:

10(q_зв+ 1)

С = —————, мкФ

m² · L_др_min

Из таблицы 4 следует выбрать номинальную емкость конденсатора, исходя

из рассчитанного значения емкости С и номинального напряжения конденсатора U_ном, величина которого должна быть:

U_ном > 1,2 U₀

Если в таблице 4 на нужное напряжение не окажется конденсатора с рассчитанной емкостью, то следует выбрать конденсатор с максимальной номинальной емкостью на рассчитанное номинальное напряжение (U_ном > 1,2 U₀) и включить 2…5 таких конденсаторов параллельно друг другу.

При этом может оказаться, что общая емкость пяти параллельно включенных конденсаторов С_общ в несколько раз (5…15) меньше рассчитанного значения емкости фильтра С. Получение расчетного значения емкости фильтра путем дальнейшего увеличения количества конденсаторов нецелесообразно, поэтому общую емкость С_общ выбранных конденсаторов считают номинальной емкостью фильтра.