1.5. Расчет выпрямителя

Выпрямительные устройства используются для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное напряжение требуемой величины.

Выпрямительное устройство состоит из выпрямительных диодов и сглаживающего фильтра, уменьшающего пульсации выпрямительного напряжения.

Основным элементом выпрямителя является диод. Его сопротивление

для тока, протекающего в прямом направлении в 1000 раз меньше , чем для тока , текущего в обратном направлении. В настоящее время применяются кремниевые диоды из-за более высокой допустимой температуры.

Расчет выпрямителя сводится к выбору схемы и диодов, определению параметров сглаживающего фильтра.

Существует несколько схем выпрямителя.

Однополупериодную схему применяют при выпрямленных токах до нескольких десятков mA.

Двухполупериодную схему применяют в низковольтных выпрямителях.

Однофазная мостовая схема характеризуется высоким коэффициентом использования в устройствах повышенной мощности при выходных напряжениях от десятков до сотен вольт.

Однофазная мостовая схема находит наиболее широкое применение при питании от однофазной сети. Обратное напряжение, приходящееся на каждый диод, и напряжения вторичной обмотки при этой схеме в два раза меньше, чем в двухполупериодной схеме. Однофазную мостовую схему используют как при емкостном, так и при индивидуальном фильтре.

Данные для расчета: минимальное выпрямленное напряжение максимальный ток нагрузки выпрямителя, минимальный ток нагрузки выпрямителя. Амплитуда пульсаций выпрямительного напряжения: .

Напряжение питающей сети , частота сети

Выбираем схему выпрямления- однофазный мост. В качестве вентелей выбираем кремниевые диоды типа КД106А ) Определяем расчетное значение минимального выпрямленного напряжения: ,

где - количество включенных и одновременно работающих вентелей.

Определяем активное сопротивление трансформатора: ,

где S=1,

Рассчитываем параметр А для однофазной мостовой схемы, по формуле: ,

где Р=2, и

,

А= ,

по найденному значению коэффициента А из кривых определяем: В=0,9; D=2,3; F=7; H=220.

Определяем параметры трансформатора:

действующее значение напряжения вторичной обмотки при

коэффициент трансформации

Ток вторичной обмотки:

Ток первичной обмотки

Типовая мощность

Определим параметры вентилей:

обратное напряжение:

;

средний ток одного вентиля:

;

Вентили КД106А выбраны правильно.

Определим значение емкости фильтра:

Максимальное напряжение холостого хода выпрямителя : .

С учетом полученного выбираем конденсаторы типа К50-24 U _ном = 40В, С_ном = 1000 мкФ.

1.6. Расчет трансформатора

Трансформаторы служат для преобразования переменного напряжения. Принцип действия основан на том, что при изменении тока в первичной обмотке, меняется магнитный поток в сердечнике. На этом сердечнике намотана вторичная обмотка. При изменении магнитного потока во вторичной обмотке наводится ЭДС пропорционально количеству витков.

Трансформаторы делятся на: повышающие и понижающие; однофазные, трехфазные и шестифазные.

Трансформаторы малой мощности на частотах до 1кГц выполняются однофазными и трехфазными. По конструктивному исполнению ТММ делятся на броневые, стержневые и тороидальные. Броневые и стержневые трансформаторы применяются на частотах 50-1000 Гц. Тороидальные – на частотах 400 Гц и выше.

Основными элементами конструкции трансформатора является магнитопровод, сердечник и обмотка. Кроме того, ТММ могут иметь установочную арматуру, теплоотводы, влагозащитное покрытие и подсоединительные элементы.

Магнитопроводы ТММ в зависимости от технологии изготовления делятся на пластинчатые, ленточные, прессованные. Наиболее широкое распространение в настоящее время получили ленточные и прессованные магнитопроводы, позволяющие лучше использовать магнитные свойства материалов. Конструкции магнитопроводов и основные размеры нормализованы, а соотношения размеров обеспечивают оптимальные массогабаритные характеристики.

Расчет трансформатора начинают с определения габаритной мощности. Для однофазных трансформаторов: , где - мощность во вторичной обмотке, – при работе на выпрямитель , по этому значению на графике определяем , тогда

Выберем типоразмер магнитопровода из таблицы по следующим данным: .

Типоразмер магнитопровода: ШЛ 16х20, , ,

Далее определим количество витков в первичной и вторичной обмотках:

Определим марку провода. Подсчитаем диаметр провода исходя из значений тока и его плотности по формуле:

;

.

По этим значениям выберем марку провода. Провод первичной обмотки ПЭВ-2-0,23мм, сечение провода- . Вторичной – ПЭВ-2-0,69 мм, сечение провода-0,37 рабочая температура .