Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



Наибольшее действующее значение тока первичной обмотки определяют по формулам табл. 4,7.

Коэффициент пульсации на выходе выпрямителя, т. е. отношение амплитуды кк гармоники переменной составляющей выпрямленного напряжения ик к Lo определяют по формуле

*noft = 4 Q sin km (90 - аУпкт (4.25)

или по графику на рис. 4.16, где т = 1 соответствует однополупе-риодной, а m = 2 - двухполупернодной и мостовой схемам.

Отрицательные значения kah на рис. 4.16 означают, что начальные фазы этих гармоник сдвинуты на 180°относительно гармоник с положительными значениями по*- Для расчета фильтра используют абсолютные значения kak-

Пример расчета. Требуется рассчитать выпрямитель, питаемый от стабилизирующего преобразователя напряжения с ШИМ по следующим исходным данным; (/р.ср = 115 В; частота преобразователя /„ = 5 кГц; У» = 6 В; = 10А; 2 ащ = 20°; 2 аах = 60°.

По формуле (4.21) находим

180 180°

Qmax- 18оо 2а„, ~ 180°-60° ~ 180° 180°

Ввиду низкого выпрямленного иапряжения целесообразно выбрать двухполупериодную схему выпрямителя со средним выводом вторичиой обмотки.

Из табл. 4.7 иаходим:

np.cp-Y (/o6p.h«2Q„ax.I,lt/o=2.1,15.1,1.6=19,8 В. пр.и = /о=10 А.

Выбираем кремниевый диод типа 2Д213А, имеющий пр.и = = 10 А; (Упр = IB:

обр.и та.х = 200 В > бобр.и; пр.и max ~ пр.и-Для кольцевого магнитопровода из материала марки 50НП при /„ = 5 кГц выбираем индукцию S„ = IT. По формуле (4.4) и табл. 4.7 находим

.6,6--i/i:=0,0024 OM.

lo-sioi V 6.10

По формуле (4.22)

= 10-0,0024=0,024 В; U„p.cx 1 В. Для Ро = 6-10 = 60 Вт из табл. 4.7 иаходим ДС/ ж (I - 0,35) 0,04 С/о = (1 - 0,35)0,04 . 6 = 0,156 В. По формуле (4.19)

(Ув1с = 6 + 0,024+1+0,156 = 7,18 В. Уточняем значение

обр. и = 2-1,5-7,18 = 21,5 В < t/oOp. и max-



Наибольшее действующее эвачеиие ЭДС вгоричной обмотки будет при Qmax, а наибольшее действующее значение тока вторичной обмотки i~ при Qmin- Иеиоявзуя формулы табл. 4.7, нахо-

е=с„х Уо;;;;;=7.18 т/г;5=8,8В;

2 Qmin 2 1.125

Значение Z-jn иаходим из (4.23) для 2атаа: = 60°. По графику ва рис. 4.15 Afj = 0.14. откуда

Мощность, выделяемая на одном дноде (2.7), Рцр. ср - X X 10/2 = 5 Вт. Радиатор для днодон рассчитывают по методике, изложенной в гл. 13.

7 18

По формуле (4.24) п - -~ = 0,0625, Из табл. 4.7.

. rt/o 0.0625- (О „ „ ,

Л=--; =0.59 А.

Утгп 1/ТЛ25

Коэффициент пульсации иа входе фильтра по первой гармонике (т = 2; А = 1) находим из графика иа рис. 4.16 для 2а = 60°:

Лпй = 0,8 (80 %).

4.5. Многофазные низковольтные выпрямители

В низковольтных ИВЭ целесообразно использовать многофазные однотаКтные двухполупернодные выпрямители: шестнфазные, две-надцатнфазные. восемнадцатифазиые, двадцати четырехфазные и т. д. [5]. В таких выпрямителях для улучшения удельных объемно-массовых и энергетических характеристик применяются сглаживающие /,С-фильтры с несколькими независимыми дросселями {77]. Включение нескольких дросселей фильтра вместо одного приводит к увеличению длительности и синженню амплитуды импульсов тока, протекающего через дноды н обмотки трансформаторов, что обеспечивает уменьшение потерь мощности в ннх, повышение КПД выпрямителя и коэффициента использования трансформаторов по мощности.

Многофазные выпрямители могут быть выполнены с числом фаа выпрямления m = 6. 12, 18. 24 и т. д. и числом независимых дрос селей фильтра р = 1, 2, 3, 4. 6. 8. 9, 12 и т. д. Этн схемы получа ются из простых выпрямителей со средней точкой, работающих па раллельно на общую нагрузку через собственный дроссель фильтра Обычно в качестве простых выпрямителей используются двухполу пернодйые. трехфазные, четырехфазные (со сдвигом векторов напря жени я на 90°) или шестифазные выпрямители. Число дросселей фильтра р равно числу фаз выпрямления составного выпрямителя т, деленному на число фаз простого выпрямителя.



Для построения многофазных выпрямителей с числом фаз т необходимо создание многофазной системы векторов напряжений вторичных обмоток, сдвинутых на угол 2 я/т. Для этого используется сочетание трансформаторов с соединением первичных обмоток в треугольник и звезду. При необходимости первичные обмотки трансформаторов предварительно Соединяются в зигзаг. Многофазные выпрямители могут быть выполнены на трехфазных трансформаторах с общим для всех фаз магиитопроводом илн на группах нз трех однофазных трансформаторов.

Для унеличения числа фаз выпрямления необходимо увеличи-вать число трехфазных трансформаторов. На рис. 4.17 приведена схема двенадцатифазного выпрямителя с двумя трехфазными трансформаторами TVi и TV2 и четырьмя дросселями фильтра - L. Трансформаторы выполнены с двумя первичными обмотками и Wi в каждой фазе, которые соединены в зигзаг, а затем в треугольник. Вторичные обмотки трансформаторов соединены в 12-фазиую звезду. Число витков первичных обмоток трансформаторов TVi и TV2 определяется по формулам

«;=sin

3 т I

где - число витков эквивалентной первичной обмотки, соответствующее напряжению питающей сети.

Соотношение числа витков и напряжений первичных обмоток трансформаторов, определяемое формулами (4.26), обеспечивает сдвиг по фазе векторов напряжений вторичных обмоток, равный 30°.

Восемнадцатифазный выпрямитель, схема которого приведена на рнс. 4.18, содержит три трехфазных трансформатора TV - TV, причем трансформатор TV выполнен q одной первичной обмоткой в каждой фазе, а трансформаторы TV и TV - с двумя первичными обмотками W[ и W{, которые соединены в зигзаг, а затем в треугольник. Число витков первичных обмоток трансформаторов TVj и rVj определнется по формулам

(4.27)

1»;; sin - l»i = 0,3951»i.

У 3 т

Эти соотношения обеспечивают сдвиг по фазе векторов напряжений вторичных обмоток, соединенных в восемиадцатифазную звезду, равный 20°.

По такому же принципу, используя соединение первичных обмоток трансформаторов в зигзаг, могут быть построены многофазные выпрямители с числом фаз выпрямления т = 24, 36, 48 и т. д.

В секционированных низковольтных выпрямителях [77] обеспечивается уменьшение потерь мощности в диодах за счет нх параллельного соединения. В таких выпрямителях диоды целесообразно



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


0.012