2. Задание на проектирование
Структурная схема проектируемого выпрямителя имеет вид, представленный на рисунке 2.1.
Рис. 2.1. Структурная схема выпрямителя
Исходные данные для проектирования:
- Частота сетевого напряжения 50 Гц;
- тип выпрямителя: неуправляемый;
- тип сглаживающего фильтра: индуктивно-емкостный Г-образный.
Задание:
- Выполните расчет напряжений и токов в неуправляемом выпрямителе при активном характере нагрузки;
- рассчитайте типовую мощность и коэффициент трансформации силового трансформатора;
- определите параметры фильтра для обеспечения необходимого коэффициента пульсации выпрямленного напряжения;
- произведите выбор элементов схемы выпрямителя и фильтра на основании выполненных расчетов (диодов, трансформатора, дросселя и конденсатора);
- выполните моделирование работы схемы с помощью программ САПР (например, P-Spice, Micro-Cap и т.п.);
- представьте и проанализируйте полученные в результате моделирования диаграммы напряжения на нагрузке и на диодах; тока в первичной обмотке трансформатора, тока через дроссель, ёмкость и вентили;
- с помощью программы САПР определите полную мощность, потребляемую устройством, коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке, сделайте выводы по результатам моделирования.
Номер строки с исходными данными из таблицы 2.1 соответствует варианту задания, выданному студенту преподавателем.
Таблица 2.1
№ п/п |
Схема* |
Ud, В |
U1, В |
РН, Вт |
Характер нагрузки |
Kп.вых
|
ΔUd.вых, В |
ΔId, А |
1 |
а |
5 |
110 |
12 |
переменная |
0,04 |
1,1 |
0,25 |
2 |
б |
14 |
110 |
120 |
переменная |
0,08 |
3,0 |
1,4 |
3 |
в |
12 |
110 |
14 |
переменная |
0,01 |
2,0 |
0,3 |
4 |
г |
24 |
110 |
80 |
постоянная |
0,003 |
– |
– |
5 |
а |
8 |
36 |
6,4 |
переменная |
0,005 |
1,2 |
0,15 |
6 |
б |
15 |
36 |
70 |
постоянная |
0,04 |
– |
– |
7 |
в |
12 |
36 |
50 |
переменная |
0,1 |
2,0 |
1,0 |
8 |
г |
30 |
36 |
140 |
переменная |
0,007 |
8,0 |
1,8 |
9 |
а |
12 |
220 |
26 |
переменная |
0,09 |
3,0 |
0,3 |
10 |
б |
12 |
220 |
78 |
переменная |
0,07 |
2,0 |
0,9 |
11 |
в |
16 |
220 |
45 |
переменная |
0,15 |
4,0 |
0,7 |
12 |
г |
25 |
220 |
200 |
постоянная |
0,005 |
– |
– |
13 |
а |
14 |
110 |
60 |
переменная |
0,06 |
2,0 |
0,8 |
14 |
б |
16 |
220 |
90 |
переменная |
0,08 |
2,8 |
1,5 |
15 |
в |
11 |
36 |
20 |
переменная |
0,07 |
0,8 |
0,2 |
16 |
г |
28 |
220 |
100 |
постоянная |
0,006 |
– |
– |
17 |
а |
15 |
220 |
30 |
переменная |
0,08 |
2,0 |
0,4 |
18 |
б |
22 |
220 |
55 |
переменная |
0,03 |
3,0 |
0,65 |
19 |
в |
12 |
220 |
30 |
переменная |
0,12 |
1,5 |
0,5 |
20 |
г |
24 |
110 |
150 |
постоянная |
0,002 |
– |
– |
21 |
а |
12 |
36 |
16 |
постоянная |
0,09 |
– |
– |
22 |
б |
16 |
110 |
40 |
переменная |
0,07 |
3,3 |
1,0 |
23 |
в |
14 |
220 |
22 |
переменная |
0,13 |
1,6 |
0,4 |
24 |
г |
40 |
220 |
140 |
переменная |
0,004 |
6,0 |
1,4 |
25 |
а |
16 |
110 |
10 |
переменная |
0,06 |
2,1 |
0,2 |
26 |
б |
14 |
220 |
60 |
постоянная |
0,04 |
– |
– |
27 |
в |
10 |
110 |
15 |
переменная |
0,09 |
0,8 |
0,15 |
28 |
г |
14 |
110 |
36 |
постоянная |
0,002 |
– |
– |
29 |
а |
10 |
110 |
8 |
переменная |
0,015 |
0,5 |
0,08 |
30 |
б |
12 |
220 |
11 |
переменная |
0,03 |
1,0 |
0,15 |
31 |
в |
14 |
110 |
50 |
переменная |
0,07 |
1,7 |
0,6 |
32 |
г |
14 |
110 |
36 |
переменная |
0,002 |
1,2 |
0,35 |
33 |
а |
15 |
36 |
7,5 |
постоянная |
0,0015 |
– |
– |
34 |
в |
18 |
36 |
4,5 |
переменная |
0,015 |
2,9 |
0,08 |
35 |
б |
12 |
220 |
40 |
переменная |
0,02 |
1,0 |
0,5 |
*Примечания.
Выпрямитель выполнен по одной из следующих схем:
а) однофазная однотактная двухполупериодная;
б) трехфазная однотактная;
в) однофазная двухтактная;
г) трехфазная двухтактная.
Условные обозначения:
Ud, В – постоянная составляющая выпрямленного напряжения;
U1, В – действующее значение фазного напряжения питающей сети;
РН, Вт – мощность нагрузки;
Kп.вых – коэффициент пульсации на выходе фильтра;
ΔUd.вых, В – допустимый выброс напряжения на выходе фильтра при уменьшении тока нагрузки;
ΔId, А – величина изменения тока нагрузки на выходе фильтра.