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