Пример 6. Расчет мостового выпрямителя с индуктивно-емкостным фильтром

 

Принципиальная электрическая схема мостового выпрямителя приведена на рис. 9.

 

Исходные данные для расчета:

- коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя, %;

- коэффициент пульсаций на выходе фильтра

- частота питающей сети, =50 Гц;

– число фаз выпрямления (для однофазной мостовой схемы выпрямителя = 2);

- средневыпрямленное значение выходного напряжения, В.

 

 

 

Рис. 9. Принципиальная электрическая схема мостового выпрямителя

 

Расчет

1. Определяем коэффициент сглаживания фильтра

Для мостового выпрямителя =67%.

Коэффициент пульсаций на выходе фильтра выбираем =2%,что определяется требованиями аппаратуры и задается из ряда, приведенного в [6].

Если < 50, то выбираем однозвенный фильтр. Если ≥ 50, то выбирается многозвенный фильтр.

2.Вычисляем произведение

при =50 Гц данное выражение примет вид

3. Величины и обычно выбирают такими, чтобы реактивное сопротивление дросселя было заведомо больше реактивного сопротивления конденсатора, т.е. чтобы выполнялось неравенство

Для полученного значения индуктивности выбираем стандартный дроссель с индуктивностью, близкой к расчетной, или наматывается на сердечник самостоятельно.

4. Индуктивность дросселя фильтра может быть рассчитана по формуле

где

5. Зная значение , вычисляем значение по формуле

затем проверяем, чтобы условие выполнялось.

Выбираем дроссель из каталога или наматываем его самостоятельно на магнитопроводе.

Диаметр провода обмотки дросселя можно посчитать по приближенной формуле

, мм.

Из справочника [9] или приложения 2выбираем стандартный тип конденсаторов .

6. Вычисляем переменное напряжение (действующее значение) вторичной обмотки трансформатора

,

где – входное номинальное напряжение непрерывного стабилизатора.

Для импульсного стабилизатора этот параметр обозначается как .

7. Переменный ток (действующее значение) вторичной обмотки трансформатора находим по формуле

.

8. Определяем значение переменного тока первичной обмотки трансформатора

1,8∙ ,

где – номинальное значение сетевого напряжения,

 

Пример 7. Расчет силового трансформатора, работающего на частоте 50 Гц

 

Изображение трансформатора на электрических принципиальных схемах приведено на рис. 10. Точками на схеме показаны начала обмоток трансформатора T1.

 

 

Рис. 10. Условное графическое изображение трансформатора

 

Исходные данные для расчета:

- частота сети, =50 Гц;

- действующие значения напряжений первичной и вторичных обмоток трансформатора T1, В;

- токи вторичных обмоток, А.

Для усилителя с однополярным питанием трансформатор может иметь одну вторичную обмотку.

Расчет

1. Определяем габаритную мощность трансформатора

,

где - габаритная мощность трансформатора, Вт,

- ток первичной обмотки трансформатора, А,

- КПД трансформатора,

N - количество вторичных обмоток.

Если вторичных обмоток несколько, то расчет числа витков и диаметра проводов проводится для каждой обмотки отдельно.

2. Находим произведение сечений стали и окна

где

площадь стали магнитопровода, см²_,

- максимальная индукция в сердечнике, Тл,

- допустимая плотность тока, А/мм²,

S–число стержней сердечника с обмотками (у трансформатора броневого типа S=1; стержневого типа с двумя катушками S=2),

- коэффициент заполнения сердечника сталью,

– коэффициент заполнения окна медью ( ),

площадь окна, заполненного медным проводом, см²,

– площадь окна магнитопровода, см².

Параметры выбираются по рассчитанному значению габаритной мощности из таблиц справочника [6] или приложения 3 таблицы 18.

Выбираем по произведению броневой трансформатор с «Ш» - образным магнитопроводом из приложения 3 таблицы 19 и выписываем его параметры.

Например, Ш16×25; A=1,6 см; B= 1,6 см; C= 2,5 см;H=4 см; =25,6 см⁴.

 

3. Вычисляем эдс, наводимую в одном витке провода

4. Находим число витков вторичной обмотки

 

5. Определяем первое приближение для числа витков первичной обмотки

6. Находим диаметр проводов первичной и вторичной обмоток

7. Вычисляем длину провода первичной обмотки

8. Находим падение напряжения на омическом сопротивлении первичной обмотки

9. Определяем число витков первичной обмотки

10. Выбираем по произведению броневой трансформатор с «Ш» - образным магнитопроводом из приложения 3 таблицы 19 и выписываем его параметры.

Например, Ш16×25; A=1,6 см; B= 1,6 см; C= 2,5 см;H=4 см; =25,6 см⁴.