Определение габаритной мощности трансформатора

Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора определяется из следующего соотношения

.

Следовательно .

Сопротивление нагрузки .

Максимальный ток вторичной обмотки трансформатора

.

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

.

Габаритная мощность трансформатора для однофазной мостовой схемы выпрямления

,

где и – расчетные мощности первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Расчет сглаживающего фильтра

Сглаживающим фильтром называют устройство, предназначенное для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Коэффициент пульсаций на входе фильтра равен отношению амплитуды первой гармоники выпрямленного напряжения к среднему значению этого напряжения

.

Для двухполупериодных однофазных выпрямителей коэффициент пульсаций равен . В зависимости от назначения источника питания коэффициент пульсаций напряжения на его выходе не должен превышать определенных значений. Для уменьшения коэффициента пульсаций в выпрямительных устройствах небольшой мощности применяют пассивные сглаживающие фильтры, состоящие из сопротивления и емкости ( - фильтр) или катушки индуктивности и емкости ( - фильтр). В данной задаче рекомендуется выполнить расчет сглаживающих - или - фильтров.

Коэффициент сглаживания - фильтра определяется выражением

,

где – коэффициент пульсаций на выходе фильтра;

– угловая частота;

– значение емкости конденсатора сглаживающего фильтра;

– число фаз выпрямителя (для рассчитываемого выпрямителя );

– сопротивление нагрузки;

– сопротивление резистора фильтра.

Если выразить ток в миллиамперах, сопротивление в омах, а емкость в микрофарадах, то при частоте напряжения питающей сети Гц получаются следующие расчетные формулы

.

Величина сопротивления фильтра определяется исходя из оптимальной величины к.п.д. фильтра (обычно ) [1,6] и тогда .

Значение емкости сглаживающего фильтра (мкФ)

.

Рабочее напряжение выбранного конденсатора должно быть [2]

.

При расчете – фильтра необходимо, чтобы емкостное сопротивление конденсатора фильтра на низшей частоте пульсаций было много меньше сопротивления нагрузки , а . В соответствии с рекомендациями [3,4,5] в расчетах принимают . Затем, исходя из полученного значения , определяется требуемая величина емкости фильтра

.

Коэффициент сглаживания Г-образного -фильтра определяется из выражения

.

Отсюда находится необходимое произведение (Гн·Ф) индуктивности и емкости - фильтра

.

Если выразить в Гн, а в мкФ, то получим следующую формулу для определения индуктивности фильтра при Гц

.

Построение временных диаграмм

Работу выпрямителя удобно рассматривать с помощью временных диаграмм. В соответствии с заданием необходимо рассчитать и построить временные диаграммы напряжений и токов:

на входе , и

на выходе , выпрямителя.

Расчет необходимо выполнить в интервале времени, составляющем 1,5-2 периода питающего напряжения, т.е. при изменении от нуля до с шагом (или ).

Построение диаграмм производится в одном масштабе времени, отложенном по оси абсцисс, одна под другой так, чтобы в любом вертикальном сечении графика значения всех величин соответствовали одному и тому же моменту времени.