автотрансформатора будут меньше, чем трансформатора при той же мощности в нагрузке. Недостатком автотрансформаторов является наличие гальванической связи нагрузки с питающей сетью.

Габаритная мощность. Автотрансформатор в наиболее общем случае имеет следующие обмотки (рис. 17-28): повышающую (сг) с напряжением U2 и током нагрузки

Рис. 17-28. Схема автотрансформатора с отдельной изолированной обмоткой.

/г; понижающую (вг) с напряжением и током нагрузки /3; отдельную изолированную обмотку (де) с напряжением U4 и током нагрузки /4.

Габаритная мощность такого автотрансформатора

-габ-

. Ul /юбщ + t/a /2 + Us Is + U4 /4

-(f/i/2-f г/з/юбщ-Уз/а),

1общ

1(2) + Л(3) + Л (4)= 1 +

+ 7Г /з + 77 /4 = а/г + fiah + nji. Ui Ui

Частные случаи: а) <7з=[/4=0 (повышающий автотрансформатор)

Pra6 = f/2/2

б) U2=U4=0 (понижающий автотрансформатор)

Ргаб = /з/з(1 - пз).

Токи в обмотках автотрансформатора: аб = а; бв = юбщ - hi 1шг = 8 - обш + 2 . /де = 4-

Дальнейший расчет автотрансформатора не отличается от приведенного выше расчета трансформатора.

Дроссели сглаживающих фильтров

Для конструктивного расчета дросселя фильтра должны быть заданы индуктивность Lflp и постоянный ток через дроссель /о.

Для дросселей с сердечниками из сталей марок Э42, Э43, Э44, Э340, Э350, Э360 (ХВП) и с обмотками из эмалированного провода (ПЭЛ, ПЭВ) определяют ориентировочную ширину стержня сердечника по формуле

2,6 /L,p/2

см. (17-51)

Определяют ориентировочное значение сечения стержня сердечника

<2ёт= 1.5а , см\ (17-52)

Выбирают стандартный сердечник, у которого размер а близок к полученному из расчета значению.

Определяют толщину набора (пакета) или ширину ленты

(17-53)

Желательно, чтобы

с<с < 2о.

Уточняют сечение сердечника Qct для выбранного стандартного размера с, при этом должно соблюдаться условие

(3 = сс>(3е

(17-54)

Определяют среднюю длину магнитной линии 1с по формулам (17-50) или (17-50а) и среднюю длину витка обмотки 1и по формуле (17-46).

Определяют вспомогательный коэффи-Щ1ент

QcTc-10- ->

По графику на рис. 17-29 определяют оптимальную длину воздушного зазора в сердечнике Iz % (в процентах от /с) и величину магнитной проницаемости сердечника Hz с учетом воздушного зазора.

Определ.чют толщину изоляционной прокладки, образующей зазор в сердечнике,

==51,. мм. (17-56)

Определяют число витков обмотки

Определяют диаметр провода обмоти! (без изоляции), задаваясь плотностью тока б в пределах 3-5 а/мм,

1=1,13 /А.

(17-58)

о 0,002 0,004 ofioe о,ооа o,oi

Рнс. 17-29. График для определения оптимального воздушного зазора и магнитной проницаемости сердечника дросселя.

Проверяют коэффициент заполнения окна сердечника

fe = 8.10-. (17-59) oh

Если полученная величина km превышает 0,35 (для проводов ПЭЛ, ПЭВ), то сле-

дует выбрать сердечник с большей площадью окна.

Определяют фактическое активное сопротивление дросселя по формуле

2 25гг;пс

и уточняют падение напряжения на дросселе .А£др.

Экономичный способ построения ряда стандартных дросселей приведен в табл. 17-10. Все типы дросселей, расположенные по одной диагонали таблицы, размещаются на сердечнике, одного размера. Таким образом, для изготовления 117 типов дросселей понадобится всего 7 типов сердечников.

Данные сердечников каждой диагонали:

др лр

/Тг; 3~4Z.p/2,2r; 4-81/. 2/Тт; 5-161 р /2, 4Т, 6-321р 1 4Тт; 7-64Lp/2. 8т.

Таблица 17-10

17-4. РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ СО СГЛАЖИВАЮЩИМ ФИЛЬТРОМ

Ниже приводятся примеры расчета выпрямителей, работающих на емкость и индуктивность, по методике, рассмотренной в § 17-1-17-3.

Расчет выпрямителя, работающего иа емкость

Исходные данные для расчета (см. § 17-1): выпрямленное напряжение £о=

=500 в; выпрямленный ток /о=0,3а; коэффициент пульсации /?о=0,1 (10%); напряжение сети t/c = 127 в; частота f=50 гц; температура окружающей среды от-40 до -1-70° С. .

Исходя из заданных значений выпрямленных- напряжения и тока, выбираем однофазную мостовую схему выпрямителя (рис. 17-30). Расчетные формулы для этой схемы см. в табл. 17-2. После расчета выпрямителя значения t/o6p и /щ уточняются:

t/обр l,5£o= 1,5-Б00 = 7Б0в; 3,5/0 = 3,5-0,3= !,05a.

В качестве вентилей выбираем кремниевые диоды типа Д237Б, имеющие следую-

Рис. 17-30. Схема выпрямителя, работающего на емкость (к примеру расчета).

щие параметры при окружающей температуре -1-70° С:

ОЕ.макс = 0,2а > /п;

обр.макс = 400е < /обр!

макс = 6/ов макс = 6-0,2 = 1,2а>/;

ДДв 1 в.

Исходя из обратного напряжения, действующего в схеме, необходимо в каждое из четырех плеч схемы включить N=2 последовательно соединенных диода [см. формулу (17-2)]. Для повыщения надежности схемы, а также учитывая разброс параметров диодов .и сравнительно высокую окружающую температуру, принимаем Л/=3 диода.

Сопротивление щунтирующих резисторов выбираем в соответствии с рекомендациями (стр. 320).

Исходя из этого, получаем: t/обр - 750

iV.lOO

- = 70-

3-100

180 ком.

Мощность Рг, выделяемая на одном щунтирующем резисторе, определяется после расчета э. д. с. вторичной обмотки трансформатора f/ax (см. табл. 17-2).

Сопротивление обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке, находим по формуле (17-3), имея в виду, что трансформатор выполняется на сердечнике стержневого (П-образного) типа (s=2). Выбор сердечника этого типа обусловлен тем, что при частоте сети 50 и выпрямленной мощности 150 вт размеры сердечни-

ка броневого типа (s=l) будут большими и невыгодными с точки зрения охлаждения трансформатора

4

500 /50-1,2-2

3 5--1 / -=92 ом.

0,3-50-1.2}/ 500-0,3

Значение 6=1,2 тл находят из табл. 17-3, имея в виду, что выпрямленная мощность равна Ро=Доо=500 - 0,3=150 вт.

Внутреннее сопротивление вентилей (одного плеча схемы) находим по формуле (17-1)

Активное сопротивление фазы выпрямителя (см. табл. 17-2)

г = 2-7+ 92= 106 ом.

Индуктивность рассеяния обмоток трансформатора, приведенную ко вторичной обмотке, находим по формуле (17-5), имея в виду, что намотка производится обычным образом.

.5.10-3.2-

0,3(2 - 1)2-50-1,2

..У 500-0,3

1/ - 0,15 гн.

У 50-1,2.2

Коэффициент V2 учитывает, что вторичная обмотка трансформатора мостовой схемы расположена на двух стержнях сердечника (s=2).

Соотношение между активным и реактивным сопротивлениями фазы выпрямителя характеризуется величиной [формула (17-7)]

2я-50-0,15 *gP = -1=°

что соответствует углу ф =25 .

Вспомогательный коэффициент [формула (17-8)]

Вспомогательные коэффициенты наход!1.м -в зависимости от значений Ад и ф: =0,9; Со =2,25; fc=6,5 (см. рис. 17-4-17-6).

В зависимости от значения Ав при /га=2 находим коэффициент Яог =8 ООО (см. рис. 17-8).

Напряжение вторичной обмотки трансформатора (см. табл. 17-2)

i/2x = 0,9-500 = 450 в.

Уточняем значение обратного напряжения (см. табл. 17-2)

t/обр = 450 V2 = 636 е < NUoep .макс

Действующее значение тока вторичной обмотки (см. табл. 17-2)

/2 = 2,25-г=- = 0,475 а.