Федеральное агентство по науке и образованию РФ

Омский Государственный Технический Университет

Энергетический институт

Кафедра ЭсПП (секция ПЭ)

Курсовой проект

на тему «Расчёт однофазного однотактного

двухполупериодного выпрямителя»

Выполнил:

студент гр. ПЭ-415

Лукша И.А.

Проверил:

Чугулёв А.О.

Омск - 2009

СОДЕРЖАНИЕ

1.	Введение……………………………………………………………………………...	3
2.	Обзор литературы……………………………………………………………………	4
3.	Исходные данные……………………………………………………………………	5
4.	Расчётная часть………………………………………………………………………	6
5.	Результаты моделирования в P-Spice………………………………………………	7
6.	Выбор элементов из справочника…………………………………………………..	10
7.	Заключение…………………………………………………………………………...	11
8.	Список литературы…………………………………………………………………..	12

1. Введение.

Преобразовательная техника – это раздел электротехники, предметом которого является изучение силовых полупроводниковых преобразователей электрической энергии.

Основной особенностью принципа действия устройств является ключевой режим работы силовых элементов, в качестве которых используются диоды, транзисторы, тиристоры.

К основным типам полупроводниковых преобразователей относятся:

• неуправляемые и выпрямляемые выпрямители, ведомые сетью инверторы;

• импульсные преобразователи постоянного и переменного напряжения;

• автономные инверторы;

• преобразователи частоты, числа фаз и т.д.

Устройства силовой электроники широко используется в промышленности, энергетике, на транспорте. Основными областями применения преобразователей являются регулируемый электропривод постоянного и переменного тока, источника для питания электротехнологических установок, источники бесперебойного питания, стабилизаторы постоянного и переменного напряжения.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Выпрямитель - это устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Структурная схема выпрямителя (рис.1) содержит следующие основные функциональные элементы:

• Тр - трансформатор, предназначен для согласования входного и выходного напряжений выпрямителя по величине, а также для обеспечения электрической развязки питающей сети от нагрузки;

• В - блок вентилей, осуществляет собственно функцию выпрямления, преобразуя переменное напряжение в пульсирующее;

• Ф - сглаживающий фильтр, предназначен для выделения постоянной составляющей выпрямленного напряжения;

Рис.1

При работе выпрямителя на нагрузку с емкостным характером имеют место два интервала постоянства структуры схемы: на одном (когда один из диодов открыт) напряжение вторичной обмотки трансформатора прикладывается к нагрузке, конденсатор заряжается; на другом (оба диода заперты) конденсатор разряжается через нагрузку. Условие отпирания диода (например, VD1): u_VD1 = u₂₁-u_C >0.

Фильтрующие свойства конденсатора улучшаются с уменьшением нагрузки выпрямителя, т. к. при этом возрастает постоянная времени τ = R_d*C_d. В пределе при C_d→ ∞ напряжение на нагрузке u_d = U_d = U_2m.

Схема однотактного двухполупериодного выпрямителя.

3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

Однофазный однотактный двухполупериодный выпрямитель(принципиальная схема).

• U1 - входное напряжение().

• X1 – преобразовательный трансформатор, с коэффициентом трансформации Kт=1.

• VD1, VD2 – первый, второй диоды.

• С –конденсатор (ёмкость).

• R_d – нагрузка

Напряжение сети U₁=220 В, частота сетевого напряжения f=50 Гц

R_d=60 Ом, K_п(max)=0.07, тип фильтра – емкостной.

4. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.

1. Расчёт напряжений и токов в выпрямителе:

Ток через вентиль:

Обратное напряжение на диоде:

2. Расчёт типовой мощности трансформатора:

3. Расчёт параметров фильтра для обеспечения необходимого коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения:

где число фаз выпрямления, p – число фазных обмоток вторичной цепи трансформатора (p=2), q =1 для однотактных схем.

(рад/с).

5. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ В P-Spice

Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя:

Напряжения на вторичных обмотках трансформатора:

Напряжение на нагрузке:

Расчёт коэффициента пульсаций(по графику):

Ток через первый диод:

Обратное напряжение на первом диоде:

Ток через ёмкость(конденсатор):

Ток через нагрузку:

6. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ СПРАВОЧНИКА.

Исходя из снятых зависимостей напряжений и токов на диодах, соответственно выбираем вентили (Д248Б) со следующими параметрами:

	Паспортные данные	Установочные пар-ры
	600 B	560 B
	5 A	3,3 A

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Программа P-Spice позволяет построить модель однофазного двухполупериодного выпрямителя с заданными параметрами, снять зависимости, необходимые для выбора силовых элементов. Проведя работу в этой программе, мы убедились в правильности работы «Однофазного двухполупериодного выпрямителя»(по временным диаграммам). Сняли зависимости напряжений и токов на диодах, конденсаторе и нагрузке.

8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. «Основы преобразовательной техники» - Костюк В.А.,Чугулёв А.О. Курс лекций. Омск 2001

2. Справочник “Диоды”. М.,1990.

3. «Полупроводниковые приборы: диоды, стабилитроны, тиристоры» Справочник/А. Б. Гитцевич, В. В. Мокряков, А. А. Зайцев и др. Под ред. А. В. Голомедова.- М.: КУбК-а, 1994. – 528 с., ил.

4. «Промышленная электроника» - Забродин Ю.С. – М.:Высшая школа, 1982.

12