книги / Стабилизаторы низких и милливольтовых напряжений
..pdfО т н о ш е н и е п р и р а щ е н и й н а п р я ж е н и я и т о к а , в з я т ы х н а
это й |
с е к у щ е й , и л и , |
ч т о т о ж е , |
у м н о ж е н н ы х н а м а с ш т а б |
ны й |
к о э ф ф и ц и е н т М |
к о т а н г е н с |
у г л а (5, о б р а з о в а н н о г о с е |
к у щ е й и о с ь ю н а п р я ж е н и я , о п р е д е л я е т в е л и ч и н у , к о т о
рую |
б у д е м |
н а з ы в а т ь э к в и в а л е н т н ы м п р я м ы м |
с о п р о т и в |
л е н и е м в е н т и л я : |
|
||
|
|
'u p = y ^ aE- = A f c t g p . |
(7 1 ) |
|
|
чшпкс |
|
Э т о п е р в а я д л я в е н т и л я р а с ч е т н а я в е л и ч и н а , к о т о |
|||
рую |
ц е л е с о о б р а з н о и с п о л ь з о в а т ь в р а с ч е т а х в ы п р я м и т е |
||
лей |
л ю б о г о |
н а з н а ч е н и я . |
|
О т р е з о к о с и н а п р я ж е н и я , о т с е к а е м ы й с е к у щ е й о т н а
ч а л а к о о р д и н а т , о п р е д е л я е т в е л и ч и н у н а п р я ж е н и я с м е
щ е н и я Æ'cm. Э т о в т о р а я д л я в е н т и л я р а с ч е т н а я в е л и ч и н а , у ч и т ы в а ю щ а я н е л и н е й н о с т ь е г о х а р а к т е р и с т и к и .
Т а к и м о б р а з о м , д л я н а х о ж д е н и я э к в и в а л е н т н о г о п р я
м о го с о п р о т и в л е н и я в е н т и л я и н а п р я ж е н и я с м е щ е н и я н е о б х о д и м о и м е т ь в о л ь т - а м п е р н у ю х а р а к т е р и с т и к у в е н т и л я в ы б р а н н о г о т и п а , с н я т у ю н а п о с т о я н н о м т о к е .
О д н а к о в д е й с т в у ю щ и х н о р м а л я х и с п р а в о ч н и к а х н а
п о л у п р о в о д н и к о в ы е в е н т и л и п р и в о д я т с я в о л ь т - а м п е р н ы е
х а р а к т е р и с т и к и , с н я т ы е в с х е м е о д н о п о л у п е р и о д н о г о в ы п р я м л е н и я ( п р и а к т и в н о й н а г р у з к е ) . П р и с н я т и и в о л ь т - а м п е р н о и х а р а к т е р и с т и к и в е н т и л ь с п о м о щ ь ю с п е ц и а л ь
ного б ы с т р о д е й с т в у ю щ е г о п е р е к л ю ч а т е л я п р и с о е д и н я е т с я
к в о л ь т м е т р у , и з м е р я ю щ е м у р р е д и е е з н а ч е н и е в ы п р я м |
|
л е н н о г о н а п р я ж е н и я , т о л ь к о н а в р е м я п о л о ж и т е л ь н о г о |
|
п о л у п е р и о д а |
и о т к л ю ч а е т с я н а в р е м я о т р и ц а т е л ь н о г о |
п о л у п е р и о д а |
п е р е м е н н о г о н а п р я ж е н и я . В р е з у л ь т а т е э т о |
го в о л ь т м е т р , п р и с о е д и н е н н ы й к в е н т и л ю , и з м е р я е т с р е д |
нее |
з н а ч е н и е |
п р я м о г о п а д е н и я н а п р я ж е н и я |
з а в е с ь п е р и |
од, |
т . е . з а |
в р е м я , к о г д а в е н т и л ь о т к р ы т и |
п а д е н и е н а |
п р я ж е н и я и м е е т к о н е ч н о е з н а ч е н и е , и з а в р е м я , в т е ч е н и е к о т о р о г о в е н т и л ь з а к р ы т и п а д е н и е н а п р я ж е н и я н а н е м р а в н о н у л ю .
Т а к и м о б р а з о м , в о л ь т - а м п е р н ы е х а р а к т е р и с т и к и в е н т и л е й , с н я т ы е н а п е р е м е н н о м т о к е и п р и в о д и м ы е в с п р а в о ч н ы х д а н н ы х , и м е ю т п р я м о е п а д е н и е н а п р я ж е н и я в 2 р а з а м е н ь ш е п а д е н и я н а п р я ж е н и я , и з м е р е н н о г о н а п о с т о я н н о м т о к е . Н е к р и т и ч е с к о е и с п о л ь з о в а н и е с п р а в о ч ны х д а н н ы х п р и в о д и т к с у щ е с т в е н н ы м о ш и б к а м .
Н а о с н о в а н и и п р и в е д е н н ы х в ы ш е с о о б р а ж е н и й м о ж н о р е к о м е н д о в а т ь с л е д у ю щ и й п о р я д о к о п р е д е л е н и я э к в и в а
л е н т н о г о п р я м о г о с о п р о т и в л е н и я и н а п р я ж е н и я с м е щ е
н и я .
П о с л е в ы б о р а с х е м ы в ы п р я м л е н и я п о з а д а н н ы м з н а ч е н и я м в ы п р я м л е н н о г о н а п р я ж е н и я и т о к а н а х о д и м с р е д н е е з н а ч е н и е т о к а , п р о т е к а ю щ е г о ч е р е з в е н т и л ь в п р я м о м н а п р а в л е н и и ( / в ) , и а м п л и т у д у о б р а т н о г о н а п р я ж е
н и я , п р и л о ж е н н о г о к в е н т и л ю в п е р и о д ,, к о г д а о н з а к р ы т
(И а.обр). Д а н н ы е д л я о п р е д е л е н и я / в и «а.обр п р и в е д е н ы
в т а б л . 7 . П р и э т о м в е л и ч и н у 0 Ви п р и н и м а е м о р и е н т и р о -
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
Наименование схемы |
Среднее |
Максимальное |
Амплитудное |
|||||||
значение |
значение тока вен- |
значение обратного |
||||||||
выпрямления |
тока вен |
тиля £ЛвМак0 |
напряжения wfli06p |
|||||||
|
|
|
|
тиля / D |
|
|
|
|
||
Двухфазная |
|
лучевая |
0 ,5 |
/ 0 |
1,57 |
F ЕП/о |
3 .1 4 |
O BIIL70 |
||
Однофазная |
|
мостовая |
0 ,5 |
/ 0 |
1 .57 |
F n iI о |
1,57 |
O miU0 |
||
Трехфазная |
лучевая |
0 .3 3 |
|
/ 0 |
1.21 |
f BU/ 0 |
2 ,0 9 |
O rnU , |
||
Трехфазная |
мостовая |
0 ,3 3 |
|
/ 0 |
1,045 |
F m ï о |
1 .0 4 5 O m U0 |
|||
Шестифазная |
лучевая |
0,167 |
/„ |
1.045 |
F m I о |
2 .0 9 |
O m U0 |
|||
Девятифазная |
лучевая |
0,111 |
/„ |
1,02 |
F йц /q |
2 ,0 2 |
O DUU0 |
|||
(рис. 2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ,0 4 5 |
O BUU0 |
Двенадцатифазиая |
|
0,167 |
/ 0 |
1.01 |
F m / 0 |
|||||
(рис. 3, а, |
б) |
|
0,083 |
/ 0 |
1>01 |
F п11/о |
2 ,0 2 O BUU0 |
|||
Двенадцатифазная |
|
|||||||||
(рис. 3, в, |
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
в о ч н о ' р а в н о й о т 1 д о 2 ,5 ( б о л ь ш и е з н а ч е н и я о т н о с я т с я
к б о л ь ш и м т и п ) . П р и б о л ь ш и х з н а ч е н и я х /г, к о г д а
с х е м а р а б о т а е т в р е ж и м е , б л и з к о м к к о р о т к о м у з а м ы к а н и ю , к о э ф ф и ц и е н т О = н а .о б р /^ о м о ж е т д о с т и г а т ь з н а ч е н и й п о р я д к а 5 — 10 и б о л е е .
П о в ы б р а н н ы м и з т а б л . 7 д а н н ы м н а х о д и м п о н о р м а л я м и л и к а т а л о г а м т и п в е н т и л я ( д л я п р е д в а р и т е л ь н о г о в ы б о р а в е н т и л е й м о ж н о п о л ь з о в а т ь с я т а к ж е д а н н ы м и , п р и в е д е н н ы м и в т а б л . П 1 ) и е г о в о л ь т - а м п е р н у ю х а р а к т е р и с т и к у . О б ы ч н о в н о р м а л я х п р и в о д и т с я н е о д н а в о л ь т - а м п е р н а я х а р а к т е р и с т и к а , а д в е , о х в а т ы в а ю щ и е о б л а с т ь , в к о т о р у ю у к л а д ы в а ю т с я х а р а к т е р и с т и к и не м е н е е ч е м 9 5 % в е н т и л е й д а н н о г о т и п а .
Д л я п о л ь з о в а н и я ’ в о л ь т - а м п е р н о й х а р а к т е р и с т и к о й в ы б р а н н о г о в е н т и л я м а с ш т а б е е п о о с и а б с ц и с с ( т . е . по о с и н а п р я ж е н и й ) у в е л и ч и в а ю т в 2 р а з а .
Д л я л у ч ш е й и х у д ш е й и з п р и в о д и м ы х в н о р м а л и х а р а к т е р и с т и к п о о п и с а н н о й в ы ш е ' м е т о д и к е и р и с . 4 8 ,6
СТрОЙМ с е к у щ и е |
ПО т о ч к а м |
1в,макс |
и |
(0 ,1 |
5 -4 -0 |
,£ ) |
*в .макС- |
В е л и ч и н у 1*в .макс |
н а х о д и м в |
т а б л . 7 |
д л я |
в ы |
б р а н |
н о й |
с х е м ы |
в ы п р я м л е н и я . В е л и ч и н у к о э ф ф и ц и е н т а ^ ви п р и н и м а е м
о р и е н т и р о в о ч н о |
р а в н о й |
о т |
1,0 д о 0 ,5 |
(м е н ь ш и е |
з н а ч е н и я |
||
о т н о с я т с я к б о л ь ш и м т и п ) . |
|
|
|
||||
П о с т р о и в с е к у щ и е , и з г р а ф и к о в н а х о д и м в е л и ч и н ы |
|||||||
Е т и гпр, |
п о с л е |
ч е г о |
п о |
ф о р м у л е (7 1 ) о п р е д е л я е м |
д в а |
||
з н а ч е н и я |
г Пр, с о о т в е т с т в у ю щ и е д в у м |
к р а й н и м |
(л е в |
о й и |
п р а в о й ) в о л ь т - а м п е р н ы м х а р а к т е р и с т и к а м .
П р и п о с л е д у ю щ е м р а с ч е т е о б ы ч н о п р и н и м а ю т у с р е д
н е н н ы е з н а ч е н и я г пр и Е см л и б о о п р е д е л я ю т в о з м о ж н ы е з н а ч е н и я в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я п р и к р а й н и х з н а ч е н и я х
Гпр И Е см - |
|
П о с л е |
т о г о к а к о п р е д е л е н ы з н а ч е н и я гпр и £ см, м о ж - |
но н а й т и с о п р о т и в л е н и е ф а з ы в ы п р я м и т е л я г = г тр + Г п р и
его о т н о с и т е л ь н о е в н у т р е н н е е с о п р о т и в л е н и е n — rJR .
11. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА НИЗКОВОЛЬТНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
Д л я р а с ч е т а в ы п р я м и т е л е й д о л ж н ы б ы т ь з а д а н ы с л е д у ю щ и е в е л и ч и н ы :
1) |
с р е д н е е |
з н а ч е н и е |
т о к а н а г р у з к и |
/о, а ; |
|
|
2 ) |
с р е д н е е |
з н а ч е н и е |
н а п р я ж е н и я н а г р у з к и Uq, |
в\ |
||
3 ) |
к о э ф ф и ц и е н т |
п у л ь с а ц и и н а п р я ж е н и я н а г р у з к и /гп; |
||||
4 ) д а н н ы е п и т а ю щ е й с е т и — ч и с л о ф а з т и д е й с т в у ю |
||||||
щ ее з н а ч е н и е |
л и н е й н о г о |
и л и ф а з н о г о |
н а п р я ж е н и я |
£/Д1 и |
||
ч а с т о т а / ; |
|
|
|
|
|
|
5 ) |
т е м п е р а т у р а |
о к р у ж а ю щ е й с р е д ы |
/ 0кр> °С ; |
|
6 ) э к с п л у а т а ц и о н н ы е , к о н с т р у к т и в н ы е и т е х н и к о - э к о
н о м и ч е с к и е т р е б о в а н и я .
П р и р а с ч е т е н и з к о в о л ь т н о г о м н о г о ф а з н о г о в ы п р я м и
т е л я в о б щ е м с л у ч а е п р и 3 з а р а н е е н е и з в е с т н о , в к а
ко м к о м м у т а ц и о н н о м р е ж и м е м о ж е т о к а з а т ь с я п р о е к т и р у е м ы й в ы п р я м и т е л ь . П о э т о м у п е р е д н а ч а л о м р а с ч е т а н е и з в е с т н ы т р и п а р а м е т р а (n , е, k ) , о п р е д е л я ю щ и е с о с т о я н и е с х е м ы и е е р е ж и м н ы е п о к а з а т е л и . П о с к о л ь к у
н о м е р р е ж и м а k = l , 2 , 3 м о ж н о п о д а н н о м у п н а й т и
из г р а ф и к а п у л ь с а ц и й , т о о д н о й и з о с н о в н ы х з а д а ч и з л а г а е м о й н и ж е м е т о д и к и я в л я е т с я о п р е д е л е н и е п а р а м е т р о в n = r / R и 8 = £ См /£ м а к с , г Де г — в н у т р е н н е е с о п р о т и в л е н и е ; R = U o f I o — с о п р о т и в л е н и е н а г р у з к и ; £ см — н а п р я ж е н и е с м е щ е н и я в е н т и л я ; Е ш к с — а м п л и т у д а ф а з н о й э. д . с .
Р а с ч е т |
в е д е т с я |
г р а ф о а н а л и т и ч е с к и м |
с п о с о б о м |
с и с п о л ь з о в а н и е м р а с ч е т н ы х н о м о г р а м м |
р и с . 2 8 — 45. |
П р и в е д е н н а я н и ж е м е т о д и к а и з л а г а е т с я н а п р и м е р е н о м о г р а м м 1 2 - ф а з н о й с х е м ы , п р и в е д е н н ы х н а р и с . 4 1 — 44 и я в л я ю щ и х с я т и п и ч н ы м и д л я м н о г о ф а з н ы х с х е м .
П о р я д о к р а с ч е т а 1. П о з а д а н н о й в е л и ч и н е к о э ф ф и ц и е н т а п у л ь с а ц и и /еп
в ы б и р а ю т с х е м у в ы п р я м л е н и я , п о л ь з у я с ь д а н н ы м и о в е
л и ч и н а х билд, п р и в е д е н н ы м и в т а б л . 2 , и у ч и т ы в а я к о н
с т р у к т и в н ы е и д р у г и е т р е б о в а н и я з а д а н и я .
2. П о ф о р м у л е (4 4 ) и л и п о т а б л . 7 о п р е д е л я ю т с р е д н е е з н а ч е н и е т о к а в е н т и л я .
3 ' П о д а н н ы м т а б л . 7 и п р и в е д е н н ы м в § 10 у к а з а н и я м п р и н и м а ю т з н а ч е н и я в е л и ч и н Гв.макс и и воср д л я в ы б р а н н о й с х е м ы в ы п р я м л е н и я .
4 . П о э т и м д а н н ы м п р е д в а р и т е л ь н о в ы б и р а ю т в е н
т и л ь , у ч и т ы в а я т а к ж е к о н с т р у к т и в н ы е и д р у г и е т р е б о в а н и я т е х н и ч е с к о г о з а д а н и я , п е р е ч е н ь р а з р е ш е н н ы х к п р и м е н е н и ю и и м е ю щ и х с я в н а л и ч и и э л е м е н т о в . П р и э т о м д л я у м е н ь ш е н и я п о т е р ь в с х е м е с л е д у е т в ы б и р а т ь в е н т и л и с в о з м о ж н о м е н ь ш и м и з н а ч е н и я м и г пР и Е см , а п р и м а л ы х н а п р я ж е н и я х н а г р у з к и — т а к ж е с в о з м о ж н о м е н ь ш и м р а з б р о с о м в о л ь т - а м п е р н ы х х а р а к т е р и с т и к в е н т и л е й . Д л я в ы п р я м и т е л е й н а н а п р я ж е н и я в н е с к о л ь к о в о л ь т и н и ж е , р а б о т а ю щ и х п р и н о р м а л ь н о й т е м п е р а т у р е о к р у ж а ю щ е й с р е д ы , в е н т и л ь м о ж н о н е п р о в е р я т ь п о в е л и ч и н е о б р а т н о г о н а п р я ж е н и я , п о с к о л ь к у е г о г а р а н т и р о в а н н ы е з н а ч е н и я , п р и в о д и м ы е в с п р а в о ч н и к а х , п р е в ы ш а ю т р е а л ь
н о в о з м о ж н ы е в т а к и х в ы п р я м и т е л я х .
5 . П о с т а т и ч е с к и м в о л ь т - а м п е р н ы м х а р а к т е р и с т и к а м
в ы б р а н н о г о |
в е н т и л я |
н а х о д я т р а с ч е т н ы е п а р а м е т р ы |
гпр и |
Е см , п о л ь з у |
я с ь п р и |
э т о м м е т о д и к о й , и з л о ж е н н о й в |
§ 10. |
П р и и с п о л ь з о в а н и и х а р а к т е р и с т и к , с н я т ы х н а п е р е м е н н о м т о к е , м а с ш т а б п о о с и а б с ц и с с у в е л и ч и в а ю т в д в о е . В о л ь т - а м п е р н ы е х а р а к т е р и с т и к и в ы б и р а ю т д л я з а д а н н о й т е м п е р а т у р ы о к р у ж а ю щ е й с р е д ы .
6 . П о м е т о д и к е , и з л о ж е н н о й в § 10, о п р е д е л я ю т о р и
е н т и р о в о ч н о е з н а ч е н и е с о п р о т и в л е н и я т р а н с ф о р м а т о р а гтр, п о л ь з у я с ь ф о р м у л о й ( 7 0 ) . В е л и ч и н у ф а з н о г о н а п р я ж е н и я , в х о д я щ е г о в э т у ф о р м у л у , о п р е д е л я ю т н а э т о м э т а п е р а с ч е т а о р и е н т и р о в о ч н о , п о л ь з у я с ь т а б л . 5 и п р и в е д е н н ы м и к н е й р е к о м е н д а ц и я м и .
7 . П р и н е о б х о д и м о с т и о ц е н и в а ю т п р и б л и ж е н н ы е з н а ч е н и я д р у г и х в н у т р е н н и х с о п р о т и в л е н и й г с .п ( с о е д и н и
т е л ь н ы х п р о в о д о в , р а з ъ е м о в и п р .) . Э т о о с о б е н н о н е о б х о д и м о п р и р а с ч е т е в ы п р я м и т е л е й н а н а п р я ж е н и я п о р я д ка н е с к о л ь к и х в о л ь т и н и ж е и л и п р и з н а ч и т е л ь н ы х т о к а х п о т р е б и т е л я .
8. С у м м и р у я н а й д е н н ы е з н а ч е н и я гпр, / тр, г с.п, н а х о
д я т в н у т р е н н е е с о п р о т и в л е н и е г ( с о п р о т и в л е н и е ф а з ы )
и е г о |
п р и в е д е н н о е |
з н а ч е н и е n ' — rJR . |
9 . |
И з г р а ф и к а |
п у л ь с а ц и й â n — .f(n , е) д л я д а н н о г о пг |
( н а п р и м е р , д л я |
т = 1 2 — п о г р а ф и к у н а р и с . 4 1 ) п о |
н а й д е н н о м у з н а ч е н и ю п — п ' о п р е д е л я ю т н о м е р р е ж и м а .
Рис. 49. К- определению |
реж имов |
работы 12-фазного выпрямителя. |
|||||||||||
П р и э т о м с л е д у е т и м е т ь в в и д у , ч то в д и а п а з о н е з н а ч е |
|||||||||||||
ний |
0 |
< |
; / г |
Кр(1), г д е |
п е р в о е |
к р и т и ч е с к о е |
з н а ч е н и е |
rtKP(i) |
|||||
с о о т в е т с т в у е т п е р в о м у п и к у к р и в о й |
= / ( п , е ) , с х е м а |
||||||||||||
р а б о т а е т в п е р в о м к о м м у т а ц и о н н о м р е ж и м е . З н а ч е н и я |
|||||||||||||
нКР( |
1 |
) ^ |
^ к |
Р(2), |
р а с п о л о ж е н н ы е м е ж д у |
|
п е р в ы м |
и |
в т о |
||||
р ы м п и к а м и д а н н о й к р и в о й , с о о т в е т с т в у ю т в т о р о м у р е |
|||||||||||||
ж и м у . |
О т с ю д а |
с л е д у е т , |
ч т о з н а ч е н и я |
ПкР( М ^ ге^ |
/гир(/о |
||||||||
с о о т в е т с т в у ю т k - ы у р е ж и м у . Д л я 1 2 - ф а з и о й с х е м ы н о |
|||||||||||||
м ер р е ж и м а |
м о ж н о о п р е д е л и т ь т а к ж е и з р и с . 4 9 , п о |
||||||||||||
с т р о е н н о г о |
п о |
ф о р м у л е |
( 3 3 ) . О б л а с т и , о г р а н и ч е н н ы е |
||||||||||
к р и в ы м и , |
о п р е д е л я ю т |
ф и з и ч е с к и е |
с о с т о я н и я |
с х е м ы , |
|||||||||
р а б о т а ю щ е й с о о т в е т с т в е н н о в 1, 2, 3, 4 и 5 -м к о м м у т а |
|||||||||||||
ц и о н н о м р е ж и м а х . О б л а с т ь с ц и ф р о й 0 с о о т в е т с т в у е т |
|||||||||||||
р е ж и м у |
п р е р ы в и с т о г о |
в ы х о д н о г о |
т о к а |
в ы п р я м и т е л я |
|||||||||
( в н е к о м м у т а ц и о н н о м у р е ж и м у ) . |
|
|
|
|
|
||||||||
|
10. |
|
И з г р а ф и к а k n = f { n , е) п о к р и в о й д л я е = 0 п р и |
||||||||||
п — п ' |
н а х о д я т в е л и ч и н у |
п у л ь с а ц и и |
&по, |
г д е и н д е к с |
0 со - |
р т з е т с т в у е т с л у ч а ю 6 = 0 .
Д а л е е |
в о з м о ж н ы |
д в а |
с л у ч а я : |
з а д а н н а я |
в е л и ч и н а |
п у л ь с а ц и и |
/еп.за д > ^ п о и л и /гп .зад< £по. |
|
|
||
11. 'П р и |
£ п .зад > £ п о |
ПО |
к р и в о й U * Q= f ( n , е ) |
п р и 8 = 0 |
д л я д а н н о г о п ' и т ( н а п р и м е р , п р и т = 12 — п о г р а ф и к у р и с . 4 2 ) н а х о д я т з н а ч е н и е U * 'о и п о н е м у — о р и е н т и р о в о ч н о е з н а ч е н и е а м п л и т у д ы э . д . с. п о ф о р м у л е
|
|
Е 'Ш к с = ( и 0+ Е |
ш ) 1 и * '0. |
|
(7 2 ) |
|||
|
12. П о л у ч а я |
в ' = Е Ш / Е \ Ш1С, |
и з |
г р а ф и к а |
k n = f { n , в) |
|||
п о п ' и в ' н а х о д я т k 'n. |
|
|
|
|
|
|||
|
13. Е с л и ^ п .з а д > ^ 'п , т о и з г р а ф и к а U * o = f ( n , е ) п о t ï |
|||||||
и в ' н а х о д я т U * "о . |
|
|
|
|
|
|
||
|
14. О п р е д е л я я |
E " hm tc= U o f U * " o , |
у т о ч н я ю т |
е " = |
||||
= |
£ См /^ //макс, п р и |
н е о б х о д и м о с т и п о в т о р и в |
ц и к л р а с ч е т а |
|||||
д о |
п р и е м л е м о й |
с х о д и м о с т и в е л и ч и н |
|
•£макс> |
8, U * о, |
к о г д а |
и х п о с л е д у ю щ и е з н а ч е н и я о т л и ч а ю т с я |
о т п р е д ы д у щ и х |
д о с т а т о ч н о м а л о . К а к п р а в и л о , д о с т а т о ч н о д в у х т а к и х |
|
ц и к л о в . П р и э т о м н а г р а ф и к е k n = f ( n , |
е ) д в и ж е н и е н е |
о б х о д и м ы х з н а ч е н и й |
( т о ч е к ) |
п у л ь с а ц и й |
k no, k ' n |
|
п р и |
|||||||||||
м е н я ю щ и х с я з н а ч е н и я х е ', в " |
|
п р о и с х о д и т п о в е р т и |
||||||||||||||
к а л ь н о й л и н и и , п р о х о д я щ е й ч е р е з з н а ч е н и е п ' |
|
|
|
|||||||||||||
|
1 1 '. |
П р и |
Ап.зад < ^ п 0 |
п о |
к р и в о й |
k n — f ( n , |
0 ) |
ПрИ |
8 = 0 |
|||||||
по |
&п.зад н а х о д я т |
п " |
и |
п о |
н е м у — |
|
з н а ч е н и е |
U * '0 |
и з |
г р а ф и |
||||||
к а |
U*Q— f ( t i, |
е) |
п р и |
8 = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
12'. |
П о л у ч а я |
п о |
(7 2 ) |
з н а ч е н и е ■ ^м акс, |
ГШХОДЯТ |
8^ — |
|||||||||
= £ 'с м / ^ ,макс, |
д л я |
к о т о р о г о |
и з |
г р а ф и к а |
k a — f ( n t |
е ) |
по |
|||||||||
&п.зад н а х о д я т |
П,'" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 3 '. П е р е х о д я т к г р а ф и к у £ /* 0= i f ( n , |
е ) , и з к о т о р о г о |
||||||||||||||
п о п " г и в ' н а х о д я т U * " 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 4 '. |
У т о ч н я ю т |
|
з н а ч е н и е |
E " MaKC= ' U |
0I U * " o |
|
и |
е = |
|||||||
= E CMf E " макс, |
п р и |
н е о б х о д и м о с т и |
п о в т о р и в |
ц и к л у т о ч н е |
||||||||||||
н и я |
п , |
Е м акс |
и |
е д о |
п р и е м л е м о й |
с х о д и м о с т и |
и х з н а ч е н и й . |
П р и э т о м н а г р а ф и к е k n = f { n , е) д в и ж е н и е т о ч е к п \
п " |
п р о и с х о д и т п о г о р и з о н т а л ь н о й л и н и и , п р о х о д я щ е й |
||||||||
ч е р е з |
з н а ч е н и е &п.зад. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Д а л ь н е й ш и й |
р а с ч е т |
|
д л я |
с л у ч а е в |
/гп.з а д > ^ п о |
и |
|||
& п .зад<^по о с у щ е с т в л я е т с я |
о д и н а к о в о . |
|
|
|
|||||
15. И з г р а ф и к о в , о т н о с я щ и х с я к д а н н о м у т |
( н а п р и |
||||||||
м е р , п р и т = 1 2 — и з г р а ф и к о в |
р и с . 4 2 — 4 5 ) , н а х о д я т |
||||||||
з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т о в |
Z), |
F , Щ ф. |
|
|
|
||||
16. П о ф о р м у л а м |
п е р е х о д а , п р и в е д е н н ы м н а э т и х |
||||||||
г р а ф и к а х , н а х о д я т |
з н а ч е н и я |
Уф» |
Idjm kc. |
|
|
|
|||
17. Н а й д я п о (4 3 ) п р и в е д е н н о е с о п р о т и в л е н и е т р а н с |
|||||||||
ф о р м а т о р а л тр и к о э ф ф и ц и е н т в н у т р е н н е й |
в е т в и |
|
а т а к ж е п р и в е д е н н ы й т о к в е н т и л я |
|
^ * и (г ) = = ^в^/^м акс» |
(7 3 ) |
п о ( 4 2 ) о п р е д е л я ю т д е й с т в у ю щ е е з н а ч е н и е ф а з н о г о |
н а |
п р я ж е н и я . В ч а с т н о м с л у ч а е , к о г д а е = 0 , м о ж н о п о л ь з о |
|
в а т ь с я т а к ж е г р а ф и к а м и 1 /д .ф = /( я ) и л и B = f ( n ) с |
д и |
с к р е т н ы м |
п а р а м е т р о м /гв, п о к а з а н н ы м и , н а п р и м е р , н а |
р и с . 3 3 и 3 9 . |
|
18 . П о |
( 5 6 ) н а х о д я т м о щ н о с т ь п о т е р ь в в е н т и л е и |
п р о в е р я ю т е г о п о д о п у с т и м ы м п о т е р я м (с у ч е т о м т е п л о о т в о д а ) , а м п л и т у д а м п р я м о г о т о к а и о б р а т н о г о н а п р я ж е н и я .
19. П р о и з в о д я т р а с ч е т т р а н с ф о р м а т о р а п о с у щ е с т
в у ю щ и м м е т о д и к а м ( н а п р и м е р , п о м е т о д и к е , п р и в е д е н н о й в ( Л . 2 6 ] ) , в р е з у л ь т а т е ч е г о о п р е д е л я ю т с о п р о т и в л е н и е т р а н с ф о р м а т о р а г тр и п о т е р и в с т а л и с е р д е ч н и к а Р с т . Е с л и н а й д е н н о е п о р а с ч е т у с о п р о т и в л е н и е г тр
з н а ч и т е л ь н о о т л и ч а е т с я о т в е л и ч и н ы гтр, н а й д е н н о й
в н а ч а л е р а с ч е т а , т о р а с ч е т , н а ч и н а я с п. 7, п о в т о р я ю т в н о в ь д о п о л у ч е н и я у д о в л е т в о р и т е л ь н о г о с о в п а д е н и я .
Е с л и в п . И п о л у ч а ю т к п м п < № п , т о р а с ч е т в е д е т с я
а н а л о г и ч н о п п . 1 0 '— 1 3 ', к о г д а д в и ж е н и е и с к о м ы х т о ч е к п \ п " . . . п р о и с х о д и т п о г о р и з о н т а л ь н о й л и н и и .
2 0 . |
О п р е д е л я ю т к . п . д . в ы п р я м и т е л я п о ф о р м у л е ( 6 0 ) . |
Н а |
э т о м р а с ч е т в ы п р я м и т е л я в k - u к о м м у т а ц и о н н о м |
р е ж и м е м о ж н о с ч и т а т ь з а к о н ч е н н ы м .
П р и |
р а б о т е с х е м |
в п е р в о м д о г р а н и ч н о м р е ж и м е , |
|
к о г д а |
в ы п о л н я е т с я |
у с л о в и е п ^ п щ ) , ц е л е с о о б р а з н е е |
|
п о л ь з о в а т ь с я |
м е т о д о м , и з л о ж е н н ы м н и ж е , к о т о р ы й |
в с и л у о п е р а т и в н о с т и в ы п о л н е н и я р а с ч е т а м о ж е т б ы т ь о т н е с е н к ч и с л у э к с п р е с с - м е т о д о в р а с ч е т а . П р и э т о м и д е я " м е т о д а р а с п р о с т р а н я е т с я н а л ю б ы е и н ы е к л а с с ы в ы п р я м и т е л е й , о т л и ч а ю щ и е с я о т р а с с м о т р е н н о г о в д а н н о й г л а в е к л а с с а , п р и п р о е к т и р о в а н и и к о т о р ы х в н а с т о я щ е е в р е м я н е и с п о л ь з у ю т с я в д о с т а т о ч н о й м е р е и м е ю щ и е с я в о з м о ж н о с т и п о у н и ф и к а ц и и и н ж е н е р н ы х м е т о д о в р а с ч е т а . О д н о й и з т а к и х в о з м о ж н о с т е й я в л я е т с я п р и е м , к о г д а д л я н а х о ж д е н и я о п р е д е л я ю щ и х п а р а м е т р о в , н е и з в е с т н ы х д о н а ч а л а р а с ч е т а , и с п о л ь з у ю т с я г р а ф и к и п у л ь с а ц и й .
Е с л и в ы п р я м и т е л ь р а б о т а е т в п е р в о м д о г р а н и ч н о м р е ж и м е ( т . е . £ = 1 ) , н о м е р р е ж и м а н а х о д и т ь н е н у ж н о , ч и с л о о п р е д е л я ю щ и х п а р а м е т р о в с о к р а щ а е т с я д о д в у х и и с к о м ы е р е ж и м н ы е п о к а з а т е л и з а в и с я т л и ш ь о т п и е.
К о г д а в е л и ч и н о й е м о ж н о о р и е н т и р о в о ч н о з а д а т ь с я ,
в ч а с т н о с т и , к о г д а 1 / о > £ См и « = 0 , н е и з в е с т н ы м о с т а е т с я л и ш ь о д и н о п р е д е л я ю щ и й п а р а м е т р п . В э т о м с л у ч а е п о р я д о к р а с ч е т а п р о с т .
Д л я в ы б р а н н о й с х е м ы в ы п р я м л е н и я ( т . е . п р и д а н
н о м т ) и з г р а ф и к а п у л ь с а ц и й /гп = / ( я , е ) п о з н а ч е н и я м
k n и е н а х о д я т п а р а м е т р п . |
Д а л е е , к а к |
и в |
п р е д ы д у щ е м |
м е т о д е , п о з н а ч е н и я м п и е |
н а х о д я т и з |
д р у г и х г р а ф и к о в |
в е л и ч и н у U * о и к о э ф ф и ц и е н т ы D , F , о п р е д е л я ю т
п о ф о р м у л а м п е р е х о д а а м п л и т у д ы т о к а в е н т и л я и ф а з н о й э . д . с., с р е д н и й т о к в е н т и л я и д е й с т в у ю щ и е з н а ч е н и я н а п р я ж е н и я и т о к а ф а з т р а н с ф о р м а т о р а , в ы б и р а ю т в е н т и л и , р а с с ч и т ы в а ю т т р а н с ф о р м а т о р , п о с л е ч е г о у т о ч
н я ю т п а р а м е т р ы и н а х о д я т к . п . д .
Т а к и м о б р а з о м , о с о б е н н о с т ь ю и в а ж н ы м д о с т о и н с т в о м и з л о ж е н н о г о м е т о д а п о с р а в н е н и ю с о в с е м и и з в е с т н ы м и в н а с т о я щ е е в р е м я м е т о д а м и р а с ч е т а в ы п р я м и т е л е й с п о т е р я м и я в л я е т с я о д н о з н а ч н о е р е ш е н и е з а д а ч и ,
в о з м о ж н о с т ь о п е р а т и в н о г о п о л у ч е н и я в с е й н е о б х о д и м о й и н ф о р м а ц и и о р а с ч е т н ы х в е л и ч и н а х и п о в е д е н и и с х е м ы п р и и з м е н е н и и с х е м н ы х п а р а м е т р о в , а т а к ж е о т с у т с т в и е т а к о г о д о в о л ь н о с л о ж н о г о э т а п а р а с ч е т а , к а к п р е д в а р и т е л ь н о е о п р е д е л е н и е в н у т р е н н е г о с о п р о т и в л е н и я в ы п р я м и т е л я и в т о м ч и с л е с о п р о т и в л е н и я ф а з ы т р а н с ф о р
м а т о р а .
Н е д о с т а т к о м м е т о д а п р и м е н и т е л ь н о к р а с с м а т р и в а е
м о м у к л а с с у с х е м я в л я е т с я о г р а н и ч е н и е е г о и с п о л ь з о в а н и я д л я с х е м с ч и с л о м ф а з , б о л ь ш е т р е х , ч т о о п р е д е
л я е т с я у с л о в и е м / 1 < я Г(1). З а в и с и м о с т и я Г( 1 ) = / ( е ) д л я
р а з н ы х с х е м д а н ы н а р и с . 2 2 , п о л ь з у я с ь к о т о р ы м и н е т р у д н о о ц е н и т ь в е р о я т н о с т ь р а б о т ы в ы п р я м и т е л я в п е р в о м д о г р а н и ч н о м р е ж и м е . 'П е р в ы е г р а н и ч н ы е з н а ч е н и я п р и в е д е н н о г о в н у т р е н н е г о с о п р о т и в л е н и я д л я р а з л и ч н ы х
с х е м в ы п р я м л е н и я д л я с л у ч а я £/0> £ си д а н ы в т а б л . 2.
И з э т о й т а б л и ц ы и р и с . 2 2 в и д н о , ч т о д л я о д н о - , д в у х -
и |
т р е х ф а з н ы х л у ч е в ы х и о д н о ф а з н о й м о с т о в о й |
с х е м |
о г р а н и ч е н и й в с м ы с л е п Г(i) н е т , и и з л о ж е н н ы й |
с п о с о б |
э к с п р е с с - р а с ч е т а п р и г о д е н д л я т а к и х с х е м п р и л ю б ы х з н а ч е н и я х п = 0 - м о о , т. е. п р и р а б о т е с х е м в о в с е м д и а п а з о н е н а г р у з о к — о т х о л о с т о г о х о д а д о к о р о т к о г о з а м ы к а н и я .
П О С Т Р О Е Н И Е , А Н А Л И З И Р А С Ч Е Т С Т А Б И Л И З А Т О Р О В М И Л Л И В О Л Ь Т О В Ы Х И Н И З К И Х
Н А П Р Я Ж Е Н И Й С Р Е Л А К С А Ц И О Н Н Ы М Г Е Н Е Р А Т О Р О М В К А Ч Е С Т В Е И З М Е Р И Т Е Л Ь Н О Г О
ЭЛ Е М Е Н Т А
12.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРОВ
О с о б е н н о с т ь р а с с м а т р и в а е м ы х в д а н н о й г л а в е с х е м с т а б и л и з а т о р о в н а п р я ж е н и я з а к л ю ч а е т с я в т о м , ч то
в э т и х с х е м а х в к а ч е с т в е и з м е р и т е л ь н о г о э л е м е н т а и с п о л ь з у ю т с я г е н е р а т о р р е л а к с а ц и о н н ы х к о л е б а н и й , в ы п о л н е н н ы й н а т у н н е л ь н о м д и о д е и и н д у к т и в н о с т и , а р е г у л и р у ю щ и й э л е м е н т р а б о т а е т в р е ж и м е в ы с о к о ч а с т о т
н о го п е р е к л ю ч е н и я [ Л . 19].
С у щ е с т в у ю щ и е с т а б и л и з а т о р ы н а в ы х о д н ы е н а п р я
ж е н и я 0 ,2 — 6 ,3 в , п о с т р о е н н ы е п о с х е м а м с н е п р е р ы в н ы м
р е г у л и р о в а н и е м , к р а й н е н е э к о н о м и ч н ы , т а к к а к п о те р и в р е г у л и р у ю щ е м т р а н з и с т о р е и в и с т о ч н и к а х э т а л о н н о г о н а п р я ж е н и я м о г у т б ы т ь в о м н о г о р а з б о л ь ш е о т д а в а е м о й с т а б и л и з а т о р о м м о щ н о с т и .
В т р а н з и с т о р н ы х с т а б и л и з а т о р а х н е п р е р ы в н о г о т и
п а , к р о м е о т м е ч е н н ы х в ы ш е н е д о с т а т к о в , к а с а ю щ и х с я р е г у л и р у ю щ и х э л е м е н т о в , и м е ю т с я и н е д о с т а т к и , о т н о с я щ и е с я к у с и л и т е л ь н ы м и и з м е р и т е л ь н ы м э л е м е н т а м .
Т р а н з и с т о р н ы е у с и л и т е л и п о с т о я н н о г о т о к а о б л а д а ю т
з н а ч и т е л ь н ы м в р е м е н н ы м и т е м п е р а т у р н ы м д р е й ф о м ,
а т е м п е р а т у р н а я н е с т а б и л ь н о с т ь и с т о ч н и к о в э т а л о н н о г о н а п р я ж е н и я ( к р е м н и е в ы х с т а б и л и т р о н о в ) м о ж е т с у щ е с т в е н н о п р е в о с х о д и т ь т р е б у е м у ю н е с т а б и л ь н о с т ь в ы х о д н о го н а п р я ж е н и я . В с е э т о п р и в о д и т к н е о б х о д и м о с т и п р и н я т и я д о п о л н и т е л ь н ы х м е р , н а п р а в л е н н ы х н а к о м п е н с а ц и ю т е м п е р а т у р н о г о д р е й ф а у с и л и т е л е й п о с т о я н н о г о т о к а и и с т о ч н и к а э т а л о н н о г о н а п р я ж е н и я , ч т о в з н а ч и т е л ь н о й с т е п е н и у с л о ж н я е т с х е м у с т а б и л и з а т о р а н а п р я ж е н и я .
К л ю ч е в ы м с т а б и л и з а т о р а м н и з к о г о н а п р я ж е н и я т а к ж е п р и с у щ и н е к о т о р ы е с е р ь е з н ы е н е д о с т а т к и . В э т и х с х е м а х н е с н и м а е т с я в о п р о с о м е р а х к о м п е н с а ц и и т е м п е р а т у р н о г о д р е й ф а и с т о ч н и к а э т а л о н н о г о н а п р я ж е н и я и э т а з а д а ч а с у щ е с т в е н н о у с л о ж н я е т с я п о м е р е у м е н ь ш е н и я в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я с т а б и л и з а т о р а . Н а л и ч и е
В ц е п я х р е г у л и р о в а н и я з н а ч и т е л ь н ы х п о в е л и ч и н е р е а к т и в н ы х э л е м е н т о в ( и н д у к т и в н о с т е й и е м к о с т е й ) н е п о
з в о л я е т ф о р м и р о в а т ь у п р а в л я ю щ и е и м п у л ь с ы |
с в ы с о |
||||||||||
к о й ч а с т о т о й и б о л ь ш о й к р у т и з н о й ф р о н т о в и с р е з о в . |
|||||||||||
А э т о п р и в о д и т к с л е д у ю щ и м н е д о с т а т к а м : |
|
|
|
||||||||
1) |
у х у д ш а ю т с я д и н а м и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и с т а б и |
||||||||||
л и з а т о р о в , п о с к о л ь к у ч а с т о т а п е р е к л ю ч е н и й р е г у л и р у ю |
|||||||||||
|
|
|
|
|
щ е г о |
э л е м е н т а в |
т а к и х |
||||
|
|
|
|
|
с х е м а х , к а к « п р а в и л о , н е |
||||||
|
|
|
|
|
м о ж е т п р е в ы с и т ь 5 к г ц \ |
||||||
|
|
|
|
|
2 ) у в е л и ч и в а е т с я м о щ |
||||||
|
|
|
|
|
н о с т ь |
« п о т е р ь |
«на |
р е г у л и |
|||
|
|
|
|
|
р у ю щ е м э л е м е н т е з а с ч е т |
||||||
|
|
|
|
|
з а т я г и в а н и я в р е м е н и ф о р |
||||||
|
|
|
|
|
м и р о в а н и я ф р о н т о в и с р е |
||||||
|
|
|
|
|
з о в |
у п р а в л я ю щ и х |
'и м |
||||
|
|
|
|
|
п у л ь с о в ; |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
3 ) у в е л и ч и в а ю т с я |
||||||
|
|
|
|
|
п у л ь с а ц и и |
в ы х о д н о г о |
«на |
||||
|
|
|
|
|
п р я ж е н и я , д л я ■ с г л а ж и в а |
||||||
|
|
|
|
|
н и я |
к о т о р ы х |
н е о б х о д и м |
||||
|
|
|
|
|
ф и л ь т р с в ы с о к и м к о э ф |
||||||
|
|
|
|
|
ф и ц и е н т о м |
с г л а ж и в а н и я . |
|||||
Рис. |
50. |
Принципиальная элек |
О п и с ы в а е м ы е |
н и ж е |
|||||||
с х е м ы |
|
с т а б и л и з а т о р о в |
|||||||||
трическая |
схема |
низковольтного |
|
||||||||
н и з к о г о |
н а п р я ж е н и я |
с |
|||||||||
стабилизатора |
на |
токи нагрузки |
|||||||||
для |
нескольких |
сотен миллиампер. |
и с п о л ь з о в а н и е м |
в к а ч е |
|||||||
|
|
|
|
|
с т в е и з м е р и т е л ь н о г о э л е |
м е н т а р е л а к с а ц и о н н о г о г е н е р а т о р а н а т у н н е л ь н о м д и о д е и и н д у к т и в н о с т и , к о т о р ы й я в л я е т с я о д н о в р е м е н н о и з в е н о м ф о р м и р о в а н и я у п р а в л я ю щ и х и м п у л ь с о в , с в о б о д н ы о т м н о г и х и з у к а з а н н ы х в ы ш е н е д о с т а т к о в . Д а н н ы й м е т о д п о с т р о е н и я э л е к т р и ч е с к и х с х е м п о з в о л я е т п р о е к т и р о в а т ь с т а б и л и з а т о р ы н а п р я ж е н и я с в ы с о к и м и з н а ч е н и я м и в ы х о д н ы х п а р а м е т р о в , р а с с ч и т а н н ы х н а н а п р я ж е н и е о т д о л е й в о л ь т а д о 5 — 6 ,3 в и т о к и н а г р у з к и о т е д и н и ц м и л л и а м п е р д о д е с я т к о в а м п е р .
Н а р и с . 5 0 п р и в е д е н а п р о с т е й ш а я с х е м а с т а б и л и з а т о р а м и л л и в о л ь т о в ы х н а п р я ж е н и й с т о к а м и н а г р у з к и о т е д и н и ц м и л л и а м п е р д о н е с к о л ь к и х с о т е н м и л л и а м п е р .
С т а б и л и з а т о р р а б о т а е т с л е д у ю щ и м о б р а з о м .
П р и п о д а ч е н а с т а б и л и з а т о р п и т а ю щ е г о н а п р я ж е н и я ч е р е з р е з и с т о р R% п е р е х о д э м и т т е р — б а з а т р а н з и с т о р а Т2 и р е з и с т о р Я з н а ч н е т п р о т е к а т ь т о к , я в л я ю щ и й с я