Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



нейшнй расчет ведется с использованием большего типоразмера магннтопровода, соответствующего полученному значению Кц. Диаметр провода обмотки дросселя определяют по формуле

(3.80)

Дальнейший расчет дросселя выполняется по методике, используемой при заданном значении перегрева обмотки.

Глава четвертая

Выпрямители и сглаживающие фильтры

4.1. Общие сведения о выпрямительных устройствах

Выпрямительные устройства используются для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянные напряжения требуемой величины.

Выпрямительное устройство в большинстве случаев состоит нз трансформатора, преобразующего переменное напряжение питающей сетн в более высокое илн низкое, полупроводниковых днодов, осуществляющих выпрямление переменного напряжения, и сглаживающего фильтра, уменьшающего пульсацию выпрямленного напряжения.

Основным элементом выпрямительного устройства является днод, который представляет собой нелинейный прибор. Сопротивление днода для тока, протекающего в прямом направлении, в сотни-тысячи раз меньше, чем для тока, протекающего в обратном направлении. В настоящее время в основном применяются кремниевые полупроводниковые диоды.

Для работы выпрямителей принципиальное значение имеет характер нагрузки, включенной на выходе выпрямителя, т. е. схема сглаживающего фильтра. На рис. 4.1 показаны формы токов в фазе двухполупернодной схемы выпрямителя со средним выводом обмотки прн питании от сетн переменного напряжения синусоидальной формы (рис. 4.1, а). Форма тока прн работе на фильтр, начинающийся с емкости, показана иа рнс. 4.1, б, на фильтр, начинающийся с индуктивности - на рнс. 4.1. в; на активную нагрузку без фильтра - на рнс. 4.1, г. В первом случае форма тока представляет собой верхнюю часть синусоиды с продолжительностью менее полупернода. во втором - прямоуголь-


Я 2п

Рнс. 4.1. Формы напряжения (а) и токов (б, в, г) в фазе двухполупернодной схемы выпрямителя со средним выводом вторичной обмотки



ную форму с продолжительностью, равной полупериоду, в третьем - полусинусоиду. Разные формы токов в фазе н их продолжительность приводят к тому, что методы расчета выпрямителей с различным характером нагрузки существенно различаются.

Выпрямители, работающие на фильтр, начинающийся с емкости {с емкостной реакцией), используются в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей. Трансформаторы этих выпрямителей имеют ббльшую габаритную мощность по сравнению с выпрямителями с индуктивным фильтром. К недостаткам выпрямителей с емкостным фильтром относится большая амплитуда тока через диод.

Выпрямители с индуктивным фильтром применяются в широком диапазоне выпрямленных напряжений при мощностях от десятков ватт до нескольких киловатт и прн токах свыше 1А. Такие выпрямителиимеют меньшее внутреннее сопротивление по сравнению с выпрямителями с емкостным фильтром, что уменьшает зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки. Применение индуктивного фильтра ограничивает импульс тока через диод. Недостатком выпрямителей с индуктивным фильтром являются перенапряжения, возникающие на выходной емкости н иа дросселе фильтра при включении выпрямителя и при скачкообразных изменениях тока нагрузки, что представляет опасность для элементов самого выпрямителя и его нагрузки.

Выпрямители без сглаживающего фильтра применяюгся сравнительно редко в Тех случаях, когда пульсация напряжения иа нагрузке не имеет существенного значения. Сглаживающий фильтр также часто отсутствует в схемах многофазных выпрямителей, имеющих малую пульсацию выпрямленного напряжения.

4.2. Расчет выпрямителя с емкостным фильтром

Расчет выпрямителя сводится к выбору схемы и типа диодов, расчету режима работы диодов, определению параметров трансформатора и сглаживающего фильтра.

Исходные данные для расчета*выпрямителя должны содержать следующие параметры: напряжение питающей сети Uc; число фаз питающей сети т; частоту питающей сети /с; выпрямленное напряжение Uo; выпрямленный ток /о; коэффициент пульсации на входной

емкости фильтра (Со) Anoi = "100%, где f/oi~ - амплитуда первой гармоники пульсации на входной емкости фильтра.

Выбор схемы. При работе выпрямителя с емкостным фильтром обычно используют схемы, приведенные на рис. 4.2. Выбор схемы выпрямителя зависит от ряда факторов, которые должны учитываться в зависимости от требований, предъявляемых к выпрямительному устройству. К таким факторам относятся выпрямленное напряжение я мощность, частота пульсации выпрямленного напряжения, число диодов, обратное напряжение на диоде, коэффициент использования мощности трансформатора, напряжение вторичной обмотки. Повышенная частота пульсации позволяет уменьшить размеры сглаживающего фильтра. При увеличении коэффициента использования мощности трансформатора, который равен отношению выпрямленной мощности к габаритной мощности трансформатора, габариты по. следнего уменьшаются, а КПД выпрямителя, как правило, возраста



4= Co

«г

i Се.

+ 11

УгУ1?,!Г VI?i2i VJjJJ VBit VBsll

+ 11


«-

Рис. 4.2. Схемы выпрямителей с емкостным фильтром



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [38] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.011