Действующее значение тока через вентиль (см. табл. 17-2)

/е =2,25

= 0,337 с.

Уточняем значение импульса тока через вентиль (см. табл. 17-2)

/т = 6.5 = 0,97й < / г макс-

Находим входную емкость фильтра [формула (17-9)]

8 000-100

106-50-10 --Ф-.

Рабочее напряжение конденсаторов на входе фильтра в мостовой схеме на рис. 17-30 должно быть:

t/pae > 450 V2 = 636 в.

Мощность, рассеиваемая на одном щун-тирующем резисторе (см. табл. 17-2),

3-4502

= 4.32-180-10=

Мощность, выделяемую на одном вентиле (в прямом направлении), находят по формуле (17-12)

0,3372.7 Рв -- 0,27 вт.

Расчет нагрузочной характеристики выпрямителя производится по формулам (17-10), (17-11) и с помощью графика на рис. 17-11.

Результаты расчета сведены в табл. 17-11, из которой можно определить внутреннее сопротивление выпрямителя для медленных изменений тока нагрузки (при среднем токе около 0,2 а),

АЕо 548-517

- =0,25-0,15= -

Таблица 17-11

Расчет

нагрузочной характеристики выпрямителя

Коэффициент трансформации [по формуле (17-13)]

- = 3.55.

Действующий ток первичной обмотки трансформатора (без учета тока холостого хода) находят по табл. 17-2

/1 = 3,55.0,475= 1,7а.

Габаритная мощность трансформатора [формула (17-16)]

127-1,7 + 450-0,475 Ргаб=---=215 ва.

По формуле (17-38) находим необходимые размеры сердечника для трансформатора (в виде произведения QctQo ). если .

Д = 1,2 /ил; S = 2; 6 = 2 aJMM;

fee = 0,95; Г1тр = 0,96; fe = 0,32,

см. табл. 17-8 (для стали ЭЗЮ):

215-102

QctQo- 2 22.50-1,2-2-0,96-2-0,95-0,32

я 140 сж .

В соответствии с междуведомственной нормалью Магнитопроводы ленточные (НО.666.002) в данном случае можно использовать стержневой магнитопровод типа ПЛ25х50-65, имеющий сечение стержня 25x50 мм и размеры окна 40X65 мм, у которого

QctQo = 2,5-5- - .6,5= 162 см.

(Коэффициент Ч2 учитывает, что в окне размещаются обмотки, расположенные на двух стержнях).

Электродвижущая сила одного витка обмотки (17-41)

е = 4,44-50-1,2-2,5-5-0,95-10-* = 0,316 в.

Ориентировочное число витков первичной обмотки (17-43)

= °°-Число витков вторичной обмотки (17-44) 450

= 1425.

0,316

Диаметр провода обмоток (17-45)

4 = 1.13

da = 1,13

04 мм;

Длина провода (17-46), (17-47)

1 = 400

2(2,5-+-5)-+-я

55 мм. первичной обмотки 4

10- = 85 ж.

Падение напряжения в первичной обмотке (17-48)

9 85

At/i = 2,25.10-2-l,7.--=3 fi.

Точное число витков первичной обмотки (17-43)

127 - 3 ffiJi = ---- = 392. 0,316

Расчет выпрямителя, работающего на индуктивность

Исходные данные для расчета: выпрямленное напряжение £0=50 в; выпрямленный ток /о=15 а; коэффипиент пульсации pi =

1 ЧООгц

ГГП Г

0,3 мгн

e,ja 1500,0

(6шт)

Рнс. 17-31. Схема выпрямителя, работающего на индуктивность (к примеру расчета).

=0,1%; напряжение трехфазной питающей сети 220 в (линейное); частота питающей сети f=400 гц; температура окружающей среды от -50 до 4-60° С.

Для уменьщения размеров трансформатора и фильтра, а также потребляемой из сети мощности выбираем схему Ларионова с соединением обмоток .звезда - звезда (рис. 17-31). Расчетные формулы приведены в табл. 17-5.

Для выбора типа вентилей определяем:

/оЕ = - = 5а;

/, = /о= 15 сг, t/обр 1,-05.1,1.50 = 58 в.

В формулу для t/обрподставляют значение 1,1 До вместо пока неизвестного значения Дох. После расчета выпрямителя значение t/обр уточняется.

В качестве вентилей можно использовать кремниевые диоды Д214А, имеющие при температуре -1-60° С следующие параметры:

/оЕ.макс - Юс > /ое;

t/обр.макс = 100 е > t/обр;

ДДе w 1 е.

Значение /т макс в ТУ на диоды Д214А не оговорено.

Сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к фазе вторичной обмотки [формула (17-3)],

50 У400-1,1-5

Р~- 15.400-1,1 V 50-15

= 0,023 ом

(из табл. 17-3 6 = 1,1 для Ро=750 вт.)

Индуктивность рассеяния обмоток, приведенная к фазе вторичной обмотки [формула (17-5)],

о 50

L, w 1-10-3-3. rz-z- . X

15(2 - 1)2-400.1,1

i7 =0,022.

у 400.1,1.3

10-3

Падение напряжения.на активном сопротивлении трансформатора (см. табл. 17-5)

ДД, = 2.15.0,023 0,7 в.

Падение напряжения на реактивном сопротивлении трансформатора (см. табл. 17-5)

ДДх = 6.15.400-0,022-10-3 и 0,8

Падение напряжения на вентилях в схеме (см. табл. 17-5)

АДв.сх = 2-1 = 2 е.

Ориентировочное значение падения напряжения на дросселе в зависимости от Ро=50-15=750 вт определяют из табл. 17-6

ДДдр и 0,02До = 0,02-50 = 1 е.

Выпрямленное напряжение при холостом ходе [формула (17-17)]

Дох = 50 -f 0,7 -f 0,8 -Ь 2 -М = 54,5 в.

Уточненное значение обратного напряжения на вентиле (см. табл. 17-5)

Vo6p = 1,05-54,5 == 58 в < 1/обр.макс-

Напряжение фазы вторичной обмотки (см. табл. 17-5)

t/2x = 0,43-54,5 = 23,5 в.

Действующее значение тока в фазе вторичной обмотки (см. табл. 17-5)

/2 = 0,82-15= 12,3 а.

Мощность, выделяемая на диоде [формула (17-20)],

Pg= 1-5 = 5 вт.

Для того чтобы температурный режим диода был нормальным, диод должен быть установлен на соответствующем теплоотводе (радиаторе).

Коэффициент трансформации [формула (17-13)]

23,5 /з 220

: 0,185.

Действующий ток в фазе первичной обмотки трансформатора (см. табл. 17-5)

/1= 0,82-0,185-15 2,3 а.

Габаритная мощность трансформатора (см. табл. 17-5)

Ргаб= 1,05-54,5.15 = 860 ее.

По формуле (17-38) находим необходимые размеры сердечника; при

В= 1,1 тл; S = 3; б = 2а/мм, fee =0,85;

г]тр = 0,95; fe = 0,3S, см. табл. 17-8 (для

стали 9350)

QctQo =

860-10

~ 2,22-400-1,1-2-0,95-3-0,85-0,35 ~

=52 см\

В соответствии с междуведомственной нормалью Магнитопроводы ленточные для трехфазных трансформаторов (НО.666.003) в данном случае можно использовать магнитопровод типа ТЛ20Х32-47, имеющий сечение стержня 20X32 мм и размеры окна 40 x 47 мм, у которого

QctQo = 2-3,2- - -4,7 = 60 см*.

(Коэффициент 1/2 учитывает, что в окне размещаются обмотки, расположенные на двух стержнях.)

Минимально допустимая индуктивность дросселя фильтра [формула (17-18)]

2-54.5

(62-1)6я-400-15 *

к 0,03-10- ги.

Нагрузочная характеристика выпрямителя представляет собой прямую линию и строится по двум точкам: по точке холостого хода (/о=0; Яох=54,5 в) и по точке номинальной нагрузки (/о=15а; £о=50 в).

Внутреннее сопротивление выпрямителя, определяемое из нагрузочной характеристики [формула (17-36)],

54,5 - 50 15

=0,3 ож.

Если выпрямитель должен работать в некотором диапазоне токов нагрузки, то при расчете /.др.минВ формулу следует подставлять минимальное значение тока.

Коэффициент сглаживания фильтра [формула (17-24)]

где 5,7% - коэффициент пульсации на входе фильтра (постоянная величина для данной схемы, работающей на индуктивность).

Отсюда необходимая емкость фильтра [формула (17-27)]

(60-4-1)

6-0,03-10-3 --Ф-

Рабочее напряжение конденсаторов должно быть рассчитано на холостой ход выпрямителя, т. е. в данном случае на напряжение

раб > UiVe= 23,51/б=57.5 в.

Если увеличить индуктивность дросселя фильтра до 0,3- 10-3 вполне возмож-

но, учитывая достаточно большое принятое падение напряжения на нем ( ДЯдр = 1 в), то емкость конденсатора фильтра может быть снижена в 10 раз (до 900 мкф).

Определяем перенапряжения на конденсаторах фильтра при включении выпрямителя. Для этого находим коэффициент затухания [формула (17-34)]

аф=-г X

2.0,3.10-3

/ 0,3-10-3.15\

X 0.3 + --- =670

\ 900-10--50/

и собственную частоту фильтра [формула (17-35)]

Ко.З-10-3 900-10-**

= 1 920.

По отношению

Шф 1920

= 0,35;

Ф ----

находим из графика на рис. 17-17 величину

--- = 0,33. откуда [формула (17-33)] Со

£ст = 50(1 -f 0,33) = 66,5 в.

Следовательно, рабочее напряжение конденсаторов фильтра при Z, др=0,3-10-Згк и С, =900 мкф должно быть не менее 70 в.

Выбираем конденсаторы фильтра типа ЭТО-2 с рабочим напряжением 70 в (емкость одного конденсатора 150 мкф) и находим амплитуду переменной составляющей пульсации.

Если pi=0,l%, то при £о=*®0 в амплитуда переменной составляющей равна 50 же; по отношению к рабочему напряжению выбранных конденсаторов (70 в) это составит 0,077о. Для конденсаторов типа ЭТО-2 при частоте переменной составляющей mf= =6 - 400=2 400 гц амплитуда переменной составляющей не должна превышать 0,1 %, что в данном случае выполняется, так как 0,07%<0,1%.

Учитывая, что выпрямитель должен работать при окружающей температуре -50°.С. и при повышенной частоте пульсации (2 400 гц), необходимо расчетную емкость

увеличить в =5 раз (см. рис. 17-24).

Таким образом, окончательно емкость фильтра должна быть равна:

Cl - 900.5 = 4 500 мкф

(30 конденсаторов ЭТО-2 по 150 мкф каждый).

Так как дроссель фильтра выпрямителя с индуктивностью Lflp =0,3 -10-Згн при токе