Завдання 1

Розрахувати випрямляч із згладжуючим фільтром. Початкові дані для розрахунку приведені в табл. 1

Задані:

середнє значення випрямленого струму =0,15 А

середнє значення випрямленої напруги =250 В

значення опору навантаження = 250/0,15=16,67

коефіцієнт пульсацій на навантаженні =0,03

значення напруги мережі, що діє =1 В

схема випрямляча і тип фільтру. б і С

б)

В ході розрахунку необхідно вибрати тип діодів, розрахувати значення діючого струму первинної і вторинної обмоток трансформатора, діюче значення напруги вторинної обмотки, типову потужність трансформатора і його коефіцієнт трансформації , параметри елементів фільтру; ємкість , індуктивність і коефіцієнт згладжування . Слід мати на увазі, що індуктивні фільтри використовуються в основному в потужних випрямлячах, а і у джерелах вторинного електроживлення.

Розрахунки .

При роботі випрямляча на активно-індуктивне навантаження (у разі застосування і - фільтрів), форма кривої напруги на виході діодної групи двопівперіодного випрямляча не відрізняється від форми кривих на виході такої ж схеми при чисто активному навантаженні. Тому ефективна напруга вторинної обмотки трансформатора, максимальне зворотне напруга на діоді, коефіцієнт пульсації на вході фільтру розраховується по формулах, приведених в [1, табл. 22.1]:

=1,11·250=277,5 В

Максимальна напруга на діодах в однофазному нульовому випрямлячі (мал.1,б)

=1,4·277,5=392,4 В

Коефіцієнти пульсації на виході двопівперіодного випрямляча з середньою точкою і мостового

= 0,67.

Значення струму вторинної обмотки трансформатора і максимального струму діода визначається співвідношенням:

для двопівперіодного мостового випрямляча:

де - постійна складова струму в навантаженні.

Приведені вище формули справедливі для ідеальних випрямлячів. Для реальних необхідно враховувати опір розсіяння трансформатора. У основу розрахунку випрямляча при активно-ємкісному навантаженні покладений зв'язок струму з кутом відсічення струму діода [2; 3]:

де - число, рівне 1 для однопівперіодного =2 для двопівперіодного випрямляча (схеми на мал. 1, 2 – двопівперіодні)

- постійна напруга на навантаженні;

- опір фази, що складається з опорів діода і трансформатора.

З останнього виразу при обліку, що виходить формула для визначення допоміжного коефіцієнта А:

=(3,14/2)·(0,07*12/16.67)=0,079

По розрахованому коефіцієнту А і графікам для коефіцієнтів B, D, F, H (мал.5 а, б, в) можуть бути знайдені основні параметри випрямляча

для схеми мал. 1б

; =392,4 В

для схем мал. 1а,б

Потрібне для розрахунку коефіцієнта А значення опору можна знайти в табл. 4, яка складена на основі дослідних даних.

, Вт	1 ÷ 10	10 ÷ 100	> 100
Ом	(0,08÷0,1)	(0,05÷0,09)	(0,06÷0,04)

де - потужність постійних складових в навантаженні

=250·0,15=37,5 Вт , звідки =(0,05/0,09) Ом

1.середній струм діода

Iv ср=Id/m=0,15/2=0,075 A

2.

3.Коефіцієн трансформації =277,5/1=277,5

Ефективне значення струму =277,5·0,1=27,75 А

4. Виконати розрахунок згладжуючого фільтру:

1. для ємкісного фільтру визначити необхідну ємкість конденсатора по формулі , де Н – коефіцієнт, визначений з графіка Н(А).

=200/(0,07·12·0,03)=7936,5

а) б)

в)

мал. 5. Графіки функцій D(F), B(A), F(A), H(A).