Расчет выпрямителя и фильтра
Сопротивление нагрузки
выпрямителя
.
Выходная мощность выпрямителя
.
Пользуясь данными методическими
рекомендациями, выбираем схему выпрямления
и с учетом характера нагрузки (первого
элемента фильтра) выписываем расчетные
соотношения (табл. 16). Определяем требуемый
коэффициент фильтрации
и выбираем
схему фильтра.
Расчет параметров фильтра производится из соотношений:
для индуктивного фильтра
; XL˃˃Rн,
RL≈0для емкостного фильтра
; Rн˃˃XC, Rн→∞для Г - образного L С-фильтра при частоте f = 400 Гц
(Гн·мкФ)
Таблица 16
Расчётные соотношения для выпрямительных схем
Схема |
Нагрузка |
KП |
fП |
UОБРmax |
ICP |
U2 |
I2 |
S2 |
I1 |
S1 |
STP |
Однополу-периодная |
R |
1.57 |
fC |
3.14 U0 |
I0 |
2.22U0 |
1.57I0 |
3.49 Р0 |
|
2.69 Р0 |
3,09Р0 |
RC |
|
fC |
2.82 BU0 |
I0 |
B U0 |
D I0 |
BD Р0 |
|
|
|
|
Двухполу-периодная |
R |
0.67 |
2 fC |
3.14 U0 |
0.5 I0 |
1.11 U0 |
0.785 I0 |
1.74 Р0 |
|
1.23 Р0 |
1,48Р0 |
RC |
|
2 fC |
2.82 BU0 |
0.5 I0 |
B U0 |
0.5D I0 |
BD Р0 |
|
0.707BD Р0 |
0,85 BD Р0 |
|
L |
0.67 |
2 fC |
3.14 U0 |
0.5 I0 |
1.11 U0 |
0.707 I0 |
1.57 Р0 |
|
1.11 Р0 |
1.34Р0 |
|
Однофазная мостовая |
R |
0.67 |
2 fC |
1.57 U0 |
0.5 I0 |
1.11 U0 |
1.11 I0 |
1.23 Р0 |
|
1.23 Р0 |
1.23Р0 |
RC |
|
2 fC |
1.41 BU0 |
0.5 I0 |
BU0 |
0.707 I0 |
0.707BD Р0 |
|
0.707BD Р0 |
0.707BDР0 |
|
L |
0.67 |
2 fC |
1.57 U0 |
0.5 I0 |
1.11 U0 |
I0 |
1.11 Р0 |
|
1.11 Р0 |
1.11Р0 |
|
Трёхфазная мостовая |
R, L |
0.057 |
6 fC |
1.05 U0 |
0.33 I0 |
0.43 U0 |
0.82 I0 |
1.05 Р0 |
|
1.05 Р0 |
1.05Р0 |
После расчета необходимо выбрать по сопротивлениям стандартный дроссель и конденсатор, а затем уточнить коэффициент фильтрации.
Напряжение на входе фильтра
,
где rДР
- активное
сопротивление дросселя (из справочника).
Для выбранной схемы выпрямления с учетом характера нагрузки определяем ориентировочные значения параметров вентилей UОДР, IПР.СР . Для ориентировочного определения этих параметров для нагрузки с емкостной реакцией следует задаться значениями вспомогательных коэффициентов В = 0,95 ÷ 1,1; D = 2,1 ÷ 2,2 ; N = 200 ÷ 800. Большие значения соответствуют большому току нагрузки.
По найденному значению обратного напряжения UОБР и величине тока IПР.СР выбираем из справочника тип вентиля. При выборе необходимо учитывать, что кремниевые вентили могут работать при более высокой температуре (+125°С), чем германиевые (+70°С). Падение напряжения на прямом сопротивлении у германиевых вентилей в 1,5 ÷ 2 раза меньше, чем в кремниевых. Вентили рекомендуется загружать током не более 0,7·Im при обратном напряжении 0,7 максимально допустимых значений.
Для выбранного вентиля находим дифференциальное сопротивление
Потеря мощности на вентилях
,
где N
– общее количество вентилей в выпрямителе.