Расчет выпрямительного устройства, которое питается от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В с частотой 50 Гц

Страницы работы

9 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Государственный комитет РФ по связи и информатизации

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики

Кафедра ЭПУиСС

Контрольная работа по дисциплине

“Электропитание устройстви систем связи”

Студентка 5 курса факультета МТС

Кокорина Алена леонидовна

Студенческий билет 961м - 400

Домашний адрес: г. Новосибирск

Работа выслана в СибГУТИ                                          2000 г.

Оценка                                                                             2000 г.

ЗАДАЧА 1.

Рассчитать выпрямительное устройство, которое питается от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В с частотой 50 Гц. Выполнение задачи предусматривает:

1.  Выбор схемы выпрямителя.

2.  Выбор типа магнитопровода трансформатора.

3.  Расчет параметров трансформатора.

4.  Расчет сглаживающего фильтра.

Исходные данные:

UH = 5 В; IH = 1A; KП = 7 %.


1. При расчете выпрямителя выбираем схему Герца (рис.1)

рис.1

В качестве вентилей выбираются выпрямительные диоды, у которых допустимый средний прямой ток не меньше, чем 0,5 IН.

I ПР.СР ³ 0,5 IН

I ПР.СР ³ 0,5 × 1 = 0,5 А

Кроме того, максимально допустимое постоянное обратное напряжение на диодах U ОБР должно превышать обратное напряжение, под которым диоды открываются в схеме выпрямления.

U ОБР ³ (p/2) UН ×1,2

U ОБР ³ (p/2) 5 ×1,2 = 6 В

Данным условиям соответствуют выпрямительные диоды КД208А.

На основании полученных данных составим таблицу 1.

Таблица 1.

UН,

В

IН,

А

Схема выпрямления

I ПР.СР , А

U ОБР , В

Тип вентиля

Параметры

I ПР.СР , А

U ОБР , В

5

1

Мостовая Герца

1

6

КД208А

1,5

100

               2. Для выбора типа магнитопровода необходимо определить мощность в нагрузке P Н и типовую мощность трансформатора S T по формулам:

P Н = UН × IН             P Н = 5 × 1 = 5 Вт

S T = 1,44 × P Н          S Т = 1,44 × 5 = 7,2 Вт

Так как на мощностях до нескольких десятков ватт рекомендуется использовать стержневые ленточные магнитопроводы, то выберем магнитопровод ПЛ 12,5´25.

Массу магнитопровода для ленты толщиной D = 0,35 мм найдем по формуле:

G СТ = (К С / 0,9) × G СТ.ТАБЛ

Рассчитанные значения и параметры магнитопровода занесем в таблицу 2.

Таблица 2.

P Н, Вт

ST, Вт

Тип магнитопровода

S СТ, см2

а, см

G СТ, кг

ВМ, Тл

DU1,

%

DU2,

%

d1, А/мм2

5

7,2

ПЛ 12,5´25

2,0

1,25

0,17

1,55

18

33

5,2

3. Рассчитаем параметры трансформатора.

Для этого определим действующее значение напряжения U 2 и действующее значение тока I 2  вторчной обмотки.

U 2 = 1,2 × UН            U 2 = 1,2 × 5 = 6 В

I 2 = 0,707 × I Н = 0,707 А

Далее определим коэффициент трансформации К ТР и действующее значение тока первичной обмотки I 1.

К ТР = U1 / U2 = 220 / 6 = 36,7

I 1 = IН / К ТР = 1 / 36,7 = 0,027 А

Определим потери в стали магнитопровода:

Р СТ = p × G СТ ,Вт

Где G СТ – масса выбранного магнитопровода;

       р – удельные потери в стали.

Значение р может быть определено по формуле:

Коэффициенты р0 и b зависят от материала магнитопровода, и частоты питающего напряжения. Для стали 3411 с толщиной ленты D = 0,35 мм на частоте 50 Гц р0=1,8, b = 2.

Р СТ = 4,9 × 0,17 = 0,825  ,Вт

Определим реактивную намагничивающую мощность Q по формуле:

Q = q0 × G СТ, Вт,

Где q0 – удельная намагничивающая мощность.

Удельная намагничивающая мощность зависит от материала магнитопровода, частоты питающего напряжения и амплитуды магнитной индукции. Для стали 3411 с толщиной ленты 0,35 мм на частоте 50 Гц q0 может быть приближенно рассчитано по формуле:

q0 = -6,4 × ВМ × ln (1 – ВМ /1,7), Вт/кг

q0 = -6,4 × 1,55 × ln (1 – 1,55 /1,7) = 37,238 , Вт/кг

Q = 37,238 × 0,17 = 6,272 Вт

По найденным величинам PCT и Q можно определить активную и реактивную составляющие тока холостого тока трансформатора I0.

I0 a = PCT / U1   ,А

I0 р = Q / U1   ,А

I0 a = 0,825 / 220 = 0,004   ,А

I0 р = 6,272 / 220 =0,029   ,А

Полный ток холостого тока равен:

Относительная величина тока холостого хода равна:

IОТ = (100 × I0)/ I1   ,%

IОТ = (100 × 0,029)/ 0,027 = 10,65   ,%

После этого рассчитаем число витков обмоток трансформатора. Для этого вначале найдем ЭДС первичной и вторичной обмоток Е1 и Е2 .

Е1 = U1 × (1 – (DU1 %)/100)  ,В

Е2 = U2 × (1 + (DU2 %)/100)  ,В

Е1 = 220 × (1 –18/100) = 180,4  ,В

Е2 = 6 × (1 + 33/100) = 7,98  ,В

Число витков обмоток определим по формуле:

где,

Еi – ЭДС соответствующей обмотки;

fC – 50 Гц – частота питающей сети;

SCT – площадь поперечного сечения стержня магнитопровода см2;

KC = 0,93 – коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью.

Выберем обмоточный провод. Для этого рассчитаем поперечное сечение проводов первичной и вторичной обмоток SПР1 и SПР2.

SПР1 = I1 / d1   ,мм2

SПР2 = I2 / xОПТ × d1   ,мм2

SПР1 = 0,027 / 5,2 = 0,005   ,мм2

SПР2 = 0,027 / 0,8 × 5,2 = 0,006   ,мм2

На основании полученных данных определим диаметр и марку обмоточного провода и занесем их в таблицу 3.

Затем определим примерные значения активного и реактивного сопротивлений обмоток трансформатора и его индуктивность рассеяния.

.

Где

g = 1,44 Ом × см – для стержневых магнитопроводов;

t = 1,1 × x - для стержневых магнитопроводов;

а = 1,25 см – базовый линейный размер магнитопровода.

.

Индуктивность рассеяния трансформатора можно оценить по формулам:

LS = XS / (2×p×fC), Гн    XS = r×tgj, Ом

Где r – сопротивление фазы выпрямителя с учетом сопротивлений обмоток трансформатора и вентилей схемы выпрямления

r = (1 + KГ) × rТР , Ом

где КГ = 0,25 для германиевых вентилей и КГ = 0,5 для кремниевых вентилей;

Похожие материалы

Информация о работе