ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.03.2019
Просмотров: 1510
Скачиваний: 16
1
Московский авиационный институт (Национальный исследовательский
университет)
Расчет
выпрямительного
устройства
вторичного
линейного источника
питания.
Методические указания по дисциплине «Электропреобразовательные
устройства радиоэлектронных средств» для студентов очного отделения.
Шилин Александр Борисович
[Выберите дату]
2
Оглавление
РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ЛИНЕЙНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ......................... 3
3
РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ЛИНЕЙНОГО
ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
1 Задание на расчетную работу.
Рассчитать выпрямительное устройство по следующим исходным данным:
- среднее значение выпрямленного тока в нагрузке I
0
, А;
- среднее значение выпрямленного напряжения в нагрузке U
0Н
, В;
- допустимый коэффициент пульсаций напряжения в нагрузке К
ПН
, %;
- диапазон рабочих температур Т = - 20 … 50
0
С;
- напряжение питающей сети U
с
= 220 В; частота f
с
= 50 Гц.
Построить нагрузочные характеристики рассчитанного выпрямительного
устройства.
Смоделировать работу рассчитанного выпрямительного устройства в среде
Multisim 11 (или аналогичной). Привести осциллограммы напряжений на выходе
выпрямительного звена и в нагрузке. Если используется многозвенный фильтр, то
привести осциллограммы напряжений на выходе каждого звена.
Вариант исходных данных выбирается из таблицы 1 согласно порядковому
номеру студента в журнале.
Таблица 1 Варианты исходных данных для расчетной работы.
Вариант
I
0
, А
U
0Н
, В
К
ПН
, %
Вариант
I
0
, А
U
0Н
, В
К
ПН
, %
01
3,0
15
0,05
11
2,0
25
0,04
02
2,6
15
0,03
12
0,9
30
0,002
03
2,1
15
0,02
13
0,7
30
0,003
04
1,6
20
0,6
14
0,5
30
0,2
05
1,1
20
0,5
15
0,08
30
0,009
06
0,6
20
0,9
16
0,04
30
0,004
07
0,3
20
0,8
17
2,9
35
0,03
08
0,1
20
0,08
18
2,4
35
0,01
09
3,0
25
0,05
19
0,5
30
0,005
10
2,5
25
0,09
20
0,1
30
0,006
4
2 Методические указания.
Для работы выпрямителя принципиальное значение имеет характер нагрузки,
включенной на выходе выпрямительного звена, то есть схема сглаживающего
фильтра [1]. Принято различать следующие основные режимы работы выпрямителя:
- работа на активную нагрузку;
- работа на активно-емкостную нагрузку;
- работа на активно-индуктивную нагрузку;
- работа на смешанную нагрузку;
- работа на противо-ЭДС [2].
Выпрямители с активной нагрузкой, то есть без сглаживающего фильтра,
применяются редко и в тех случаях, когда пульсации напряжения на нагрузке не
имеют существенного значения. В отдельных случаях сглаживающий фильтр
отсутствует в схемах многофазных выпрямителей, имеющий малую пульсацию
выпрямленного напряжения (за счет большой пульсности схемы).
Выпрямители, работающие на фильтр, начинающийся с ёмкости (с емкостной
реакцией), используются в широком диапазоне выпрямленных напряжений и
мощностей. Трансформаторы этих выпрямителей имеют большую 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 [1] и при токах свыше 1 А. Такие выпрямители имеют меньшее внутреннее
сопротивление по сравнению с выпрямителями с емкостным фильтром, что
уменьшает зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки. Применение
индуктивного фильтра позволяет ограничить импульсы тока через диод, но
приводит к перенапряжениям, возникающим на выходной емкости и на дросселе
фильтра при включении, выключении выпрямителя и при скачкообразных
изменениях тока нагрузки, что представляет опасность для элементов самого
выпрямителя (диодов) и его нагрузки.
5
Режим работы выпрямителя на противо-ЭДС имеет место при питании
устройств, накапливающих значительных объем энергии, таких как аккумуляторы
или двигатели постоянного тока.
Режим отпирания диода на емкостную цепь (нагрузку) и запирания на
индуктивную часто называют жестким. И наоборот, режим отпирания диода на
индуктивную цепь и запирания на емкостную называют мягким. Жесткие режимы
переключения диодов сопровождаются, как правило, кратковременной перегрузкой
по току для емкостной нагрузки и по напряжению – для индуктивной.
Одновременно жесткие режимы переключения диодов являются источником
значительных помех [2].
Разные формы токов в фазе и их продолжительность при одной и той же
величине тока нагрузки приводят к тому, что методы расчета выпрямителей с
различным характером нагрузки существенно различаются.
2.1 Расчет выпрямителя, работающего на емкостную нагрузку.
Выпрямители для работы на емкостную нагрузку (в этих выпрямителях
сглаживающий фильтр начинается с емкости С
0
, рис. 1) применяются во вторичных
источниках электропитания (ВИЭП) малой мощности (с токами нагрузки до 1 А).
Рисунок 1 – Мостовой выпрямитель, работающий на емкостную нагрузку.
Выбор схемы.
При работе выпрямителя с емкостным фильтром обычно используются схемы,
приведенные на рис. 2. Выбор схемы выпрямителя зависит от ряда факторов,
которые должны учитываться в зависимости от требований, предъявляемых к
выпрямительному устройству. К таким факторам относят выпрямленное