Московский

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н. Э. Баумана

Курсовая работа по электротехнике и

промышленной электронике.

Тема: "Расчет выпрямителей"

Студентка: Калинина Е. С.

Группа: См 11-51

Преподаватель: Васюков С.А.

Москва 2005г.

Задание:

Часть 1

Рассчитать полупроводниковый выпрямитель. Режим работы – продолжительный. Нагрузка – активная. Данные для расчета взять из таблицы в соответствии с номером варианта.

В процессе расчета студент должен:

1. Выбрать (с обоснованием выбора) схему выпрямления.

2. Выбрать (с обоснованием выбора) схему фильтра.

3. Рассчитать основные параметры полупроводникового диода для выбранной схемы и фильтра.

4. Выбрать (с обоснованием выбора) по справочнику полупроводниковый диод.

5. Рассчитать параметры фильтра, обеспечивающие заданный коэффициент пульсаций напряжения.

6. Выбрать (с обоснованием выбора) по справочникам конденсатор и дроссель необходимых номиналов.

7. Построить внешнюю характеристику выпрямителя и определить его внутреннее сопротивление.

8. Рассчитать напряжение и ток вторичной обмотки трансформатора для выбранной схемы и фильтра.

9. Выбрать (с обоснованием выбора) материал и тип сердечника трансформатора. Если эти параметры заданы, то обосновать их применение для данной схемы.

10. Рассчитать геометрические размеры сердечника трансформатора.

11. Рассчитать параметры обмоток (числа витков, диаметры проводов и. т. д.).

12. Рассчитать электрические и эксплуатационные параметры трансформатора (к. п. д., ток холостого хода, температуру перегрева обмоток).

13. Изобразить схему выпрямителя и эскиз магнитопровода и катушек трансформатора.

Пояснительная записка к курсовой работе должна содержать необходимые расчеты, схемы, графики, чертежи и состоять из 20 – 25 листов.

Часть 2

1. Составить электрическую схему замещения выпрямителя для моделирования с использованием программ Electronics Workbench или Multisim.

2. По результатам моделирования провести корректировку основных электрических и геометрических параметров выпрямителя.

Данные:

Номер по журналу	Сетевое Напряжение U1, В	Частота сетевого Напряжения f, Гц	Номинальное среднее выпрямленное напряжение Uн, В	Номинальный средний ток нагрузки Iн, А	Коэффициент пульсаций напряжения нагрузки kп, %	Марка электротехн. стали	Тип магнито-провода	Схема выпрямления
24.2	36	400	590	0,14	8	Э340	стержневой	мостовая

Предварительный расчет. Выбор типа выпрямителя.

Так как однофазный мостовой двухполупериодный выпрямитель обладает рядом преимуществ по сравнению с другими схемами выпрямления, то его целесообразно выбрать в качестве схемы выпрямления.

Однофазный мостовой двухполупериодный выпрямитель

Рис. 1 Рис. 2

Также как и в двухполупериодной схеме выпрямления со средней точкой, в мостовой схеме напряжение прикладывается к нагрузке в течение всего периода изменения напряжения U_вх. При этом его значение при U_вх = U_{вх 1} + U_{вх 2} в два раза превышает выходное напряжение схемы Рис. 1. Поэтому при одном и том же напряжении нагрузки в мостовой схеме к обратносмещенным диодам прикладывается напряжение в два раза меньшее, чем в схеме Рис. 1.

Средние значения тока и напряжения на нагрузке для однофазного мостового двухполупериодного выпрямителя будут такими же, как и в двухполупериодной схеме со средней точкой:

Основная частота пульсаций выпрямленного напряжения в двухполупериодной мостовой схеме будет равна удвоенной частоте входного напряжения. Коэффициент пульсаций такой же, как и в двухполупериодной схеме со средней точкой: K_п = 0,67.

Особенностью мостовой схемы является то, что в ней последовательно с нагрузкой все время включено два диода, в то время как в описанных выше однофазной однополупериодной и однофазной двухполупериодной схемах такой диод один. Поэтому при низких входных напряжениях (4...5 В) использование мостовой схемы может оказаться неэффективным (падение напряжения на диодах по величине будет сравнимо с выходным напряжением выпрямителя) - для повышения КПД обычно применяют двухполупериодную схему со средней точкой (возможен также переход к использованию диодов Шоттки с малым падением напряжения при прямом смещении). С повышением напряжения разница в КПД схем уменьшается и определяющим фактором становится величина обратного напряжения, прикладываемого к запертым диодам в процессе работы выпрямителя. Поэтому при больших уровнях выходного напряжения обычно используют выпрямитель, выполненный по мостовой схеме.