4 Примеры расчетов выпрямителей

4.1 Расчет однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой трансформатора, работающего на активную нагрузку

Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой трансформатора показана на рисунке 2,а.

Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке при идеальных вентилях и трансформаторе

Ud = 0,9 ∙ U2.

Среднее значение выпрямленного тока на нагрузке

Id = Ud/Rd.

Среднее значение тока через диод

Ia = Id/2.

а)

L

б)

C

в)

L

С

Рисунок 3 – Схемы различных типов фильтров

Максимальное значение тока через диод

Ia max = Id max = π ∙ Id / 2 = π ∙ Iа.

Максимальное значение обратного напряжения на диоде

Uобр. max = 2 √2 ∙ U2 = π ∙ Ud .

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения

Кп = 2 / ( m² – 1),

где m – число фаз выпрямителя, m = 2.

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

I₂ = π ∙ Id / 4 = π ∙ Ia / 2 .

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора

I₁ = 1,11 ∙ Id / n,

где n – коэффициент трансформации трансформатора, n = U1/U2.

Расчетная мощность вторичной обмотки трансформатора

S2 = 1,74 ∙ Pd = 1,74 ∙ Ud ∙ Id.

Расчетная мощность первичной обмотки трансформатора

S1 = 1,23 ∙ Pd = 1,23 ∙ Ud ∙ Id.

Расчетная мощность трансформатора

Sтр = 1,48 ∙ Pd = 1,48 ∙ Ud ∙ Id.

4.2 Расчет однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой трансформатора, работающего на активно-индуктивную нагрузку (l-фильтр)

Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке при идеальных вентилях и трансформаторе

Ud = 0,9 ∙ U2.

Среднее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора U2:

U2 = 1,11 ∙ Ud.

Среднее значение выпрямленного тока через нагрузку

Id = Ud/Rd.

Среднее значение тока через диод

Ia = Id/2.

Максимальное значение обратного напряжения на диоде

Uобр.max = 2√2 ∙ U2 = π ∙ Ud _.

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения

Кп = 2 / (m² – 1),

где m – число фаз выпрямителя, m = 2.

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

I₂ = Id / √2 .

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора

I₁ = Id / n,

где n – коэффициент трансформации трансформатора, n = U1 / U2.

Расчетная мощность вторичной обмотки трансформатора

S2 = 1,57 ∙ Pd = 1,57 ∙ Ud ∙ Id.

Расчетная мощность первичной обмотки трансформатора

S1 = 1,11 ∙ Pd = 1,11 ∙ Ud ∙ Id.

Расчетная мощность трансформатора

Sтр = 1,34 ∙ Pd = 1,34 ∙ Ud ∙ Id.

Коэффициент сглаживания L-фильтра

Sсгл.=Кп1 / Кп2 = 2π ∙ m ∙ fc ∙ L / Rd,

где Кп1 – коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения до фильтра;

Кп2 – коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения после фильтра;

fc – частота сети, Гц;

m – число фаз выпрямителя, m=2;

L – индуктивность фильтра, Гн.

Откуда

L = (Sсгл. ∙ Rd) / (2 ∙ π ∙ m ∙ fс).

Недостатком двухполупериодного выпрямителя с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора являются высокое обратное напряжение диодов и усложненная конструкция трансформатора.