Расчет выпрямителя и трансформатора.

4.3.1. Зная входные напряжения стабилизатора, максимальный и минимальные токи, потребляемые, стабилизатором и пульсации на входе стабилизатора производим расчет выпрямителя:

4.3.2. Выбираем однофазную мостовую схему выпрямления, в ней число фаз вторичных обмоток 2, m=2

4.3.3. Из таблицы 4 выбираем ориентировочные значения коэффициентов B_L и D_L-функции углов отсечки Q и φ:

 

Ориентировочные значения коэффициентов B_L и D_L

Таблица 4

	m		BL		DL
m=1		0,95-1,1		2,05-2,1
m=2		0,95-1,1		2,1-2,2
m=3		0,81-0,85		2,2-2,36
m=6		0,78-,0,81		2,36-2,7

 

Выбираем: B_L=1, D_L= 2,1

Определим максимальное выпрямленное напряжение U_0макс,В:

U_0макс=U₀₁*(1+а_макс),                                                                   (50)

где U₀- номинальное выпрямленное напряжение, В

U_0макс=15,45*(1+0,005)=15,52 В

Ориентировочно определяем параметры вентилей, см. (2.с.61)

Обратное напряжение, В

U_обр=1,41*B_L*U_0макс                                                                    (51)

U_обр=1,41*1*15,52=21,88 В

Средний выпрямленный ток I_{пр. ср}, А

I_{пр. ср} =0,5* I₀                                                                                                                                         (52)

I_{пр. ср} =0,5*1,05=0,525 А

Выпрямленный ток I_пр, А

I_пр.=0,5* D_L*I₀                                                                                                                                      (53)

I_пр.=0,5*2,1*1,05=1,1 А

Габаритную мощность трансформатора S_тр, В*А

S_тр=0,707* D_L* B_L*Р_0,           (54)

где Р₀=I_0*U₀₁=1,05*15,45=16,22 Вт

S_тр=0,707*2,1*1*16,22=24 В*А

По вычисленным значениям U_обр, I_пр.ср выбираем диоды Д229Л

 

Справочные данные диодов Д229Л

Таблица 5

Iпр. ср макс, А	Uобр макс, В	Uпр. ср , В	Iобр, мА
0,7	400	1	0,2

 

Определим сопротивления вентиля в прямом направлении r_пр , Ом:

r_пр=U_{пр. ср}/I_пр.ср                                                                                                                                    (55)

r_пр=1/0,525=1,9 Ом

Определяем активное сопротивление трансформатора r_тр, Ом:

r_тр=(2-2,35)* ,                                             (56)

где J- плотность тока в обмотках трансформатора, А/мм² ;

B- амплитуда магнитной индукции,Т –определяются по величине габаритной мощности из графиков (см. 2.с.15)

B=1,15 Т; j=3,8, А/мм²

r_тр=2*()=3,3 Ом

Определим индуктивность рассеяния обмоток трансформатора L_s,Г:

L_s= )                                                          (57)

L_s= )=0,47*10^-3 Г

Определим индуктивное сопротивление фазы Х_тр , Ом:

Х_тр=2*П*f_c*L_s (58)

Х_тр=2*3,14*50*0,47*10^-3=0,15 Ом

Определяем сопротивление фазы r, Ом:

r=r_тр+2*r_пр          (59)

r=1,9+2*3,3= 10,4 Ом

Определяем A_L и φ, где A_L-расчетный параметр, зависящий от угла отсечки и угла φ- запаздывание фазы напряжения во вторичной обмотке относительно первичной:

A_L= (60)

A_L= =0,6

φ= (61)

φ= =0,77 ⁰

Из рисунков 2.18-2.20 (см. 2 с.60) определим B_L, D_L, F_L:

B_L=1,33, D_L=1,9, F_L=4,6.

Определяем параметры трансформатора и вентилей, согласно данных таблицы 2.3 (см. 2.с.61)

Напряжение вторичной обмотки трансформатора, В

Е₂=U₂=B_L*U₀  (62)

Е₂=U₂=1,33*15,45=20,54 В

Ток во вторичной обмотке трансформатора, А

I₂=0,707*D_L*I₀ (63)

I₂=0,707*1,9*1,05=1,41 А

Ток в первичной обмотке трансформатора,А

I₁=0,707*D_L*I₀*U₂/U₁ (64)

I₁=0,707*1,9*1,05*20,54/220=0,13 А

S₂=0,707*D_L* B_L*P₀ (65)

S₂=0,707*1,33*1,9*16,22=29 В*А

S₁= S₂=29 В*А

Габаритную мощность трансформатора, В*А

S_тр =29 В*А

Выпрямленный ток через диоды I_пр., А

I_пр.=0,5*I₀*D_L   (66)

I_пр.=0,5*1,05*1,9=1 А

1 А< 1,57* I_{пр. ср макс} =1,1 А

Обратное напряжение на диодах U_обр, В

U_обр=1,41*B_L*U_{0 макс} (67)

U_обр=1,41*1,33*15,52=29 В< U_{обр. макс.}=400 В

Выбранные предварительно диоды пригодны для работы в схеме.

Посчитаем величины U_2m и I_0к.з. напряжение холостого хода и ток короткого замыкания:

U_2m=U₂/   (68)

U_2m=20,54/ =14,67 В

I_0к.з.=m*U₂* /r (69)

I_0к.з.=2*20,54*1,4/10,4=5,53 А

Строим внешнюю характеристику выпрямителя, умножая ординаты кривой рис.2.25 (см. 2.с.63) на U_2m, абсциссы на I_0к.з :

 

Внешняя характеристика выпрямителя

 

4.3.4. Определяем максимальное выпрямленное напряжение при максимальном напряжении сети U_{0x.x.макс}, В:

U_{0x.x.макс}= U_2m *(1+а_макс),                                                            (70)

U_{0x.x.макс}=14,67*(1+0,005)=14,74 В

4.3.5. Из графика на рисунке 2.21 см. (2.с.62) определим коэффициент H:

H=780

4.3.6. Определим величину емкости С4,мкФ:

С=H/К_п1*r,                                                                                   (71)

где К_п1-коэффициент пульсаций по первой гармонической составляющей см. (2.с.61)

С=780/0,1*10,4=750 мкФ.

4.3.7. Определим амплитуду первой гармоники выпрямленного напряжения U_0m1 ,В:

U_0m1 = U₀*H/r*C                                                                          (72)

U_0m1 =15,45*780/10,4*750=1,54 В

Конденсатор выбираем по величинам U_{0x.x.макс}=14,74В, U_0m1 =1,54В, выбираем конденсатор К50-6 1000 мкФ.