Расчет выпрямительного устройства, которое питается от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В с частотой 50 Гц, страница 2

r = (1 + 0,5) × 2,128 = 3,192 , Ом

X_S = 3,192 × 0,008 = 0,026 , Ом

L_S = 0,026  / (2×p×50) = 0,083  ,мкГн

На основании полученных данных составим таблицы 3 и 4.

Таблица 3

U2 , В	I2 , А	КТР	I1 , А	PСТ ,Вт	I0a , A	I0p , A	I0 , A	I0 , %
6	1	36,7	0,027	0,825	0.004	0.029	0.029	10,65

E1 , В	E2 , B	W1	W2	SПР1 , мм2	SПР2 , мм2	Марка провода	d1 , мм	d2 , мм
180.4	7.98	2648	117	0.005	0,006	ПЭЛ-1

Таблица 4

rТР ,Ом	r ,Ом	tg j	XS ,Ом	LS ,мкГн
2,128	3,192	0,008	0,026	0,083

4. Расчет сглаживающего фильтра.

Вначале определяется оптимальное, с точки зрения минимума индуктивности фильтра, число его звеньев:

n_ЗВ = 1,15 × lg g_Ф ,

Где g_Ф = 0,667/К_П – коэффициент сглаживания фильтра;

К_П – коэффициент пульсаций по первой гармонике на нагрузке.

g_Ф = 0,667/К_П

g_Ф = 0,667/(7/100) = 9.529

n_ЗВ = 1,15 × lg 9.529 = 1.126

Выбирается n , равное ближайшему целому к n_ЗВ.

n = 1

Затем определяется индуктивность звена фильтра из условия:

Согласно справочным данным выбираем дроссель Д239.

Далее рассчитаем минимальное значение емкости конденсатора , при котором обеспечивается необходимый коэффициент сглаживания:

Для выбора конденсаторов необходимо знать максимальные значение напряжения на нем при работе в схеме выпрямителя. Величину этого напряжения можно оценить, рассчитав максимальное напряжение на конденсаторе после включения выпрямителя в сеть U_1М и максимальное напряжение при отключении нагрузки U_2М.

где

По найденным значениям подберем стандартный номинал конденсатора, где С³С_ЗВ. С = 1000 мкФ ´ 16 В, марки К50-6.

На основании полученных данных составим таблицу 5.

Таблица 5.

gФ	n	Lзв,мГн	Cзв,мкФ	Lдр,мГн	C,мкФ	U1М, В	U2М, В	Тип дросселя	Тип конденсатора
9.529	1	0,083	1000	20	1000	11	10,4	Д239	К50-6

Начертим полную принципиальную схему выпрямительного устройства с учетом выбранной схемы выпрямителя и числа звеньев сглаживающего фильтра  Рис 2.

Рис.2

ЗАДАЧА 2.

Произвести обоснованный выбор оборудования для буферной системы электропитания предпри­ятия связи.

1.  Выбрать тип и определить количество буферных выпрямительных устройств.

2.  Определить номер аккумуляторов и рассчитать их количество в батарее.

3.  Рассчитать энергетические параметры выпрямительно аккумуляторной установки.

Исходные данные:

Нап­ряжение нагрузки U_н = 24 В.

Ток нагрузки I_н = 25 А.

Время аварийного разряда аккумуляторной батареи Т = 0,5 ч.

1. Выпрямительные устройства выбираем такими, чтобы они обеспечивали необходимые ток и напряжение, т.е. Два ВУТ 31 / 500.

2.  Необходимую емкость аккумуляторов рассчитаем по формуле:

где, I_ad = I_Н = 25 А – ток аварийного разряда (при отсутствии напржения в сети переменного тока).

Т – расчетное время аварийного разряда аккумуляторных батарей.

t – температура электролита во время разряда.

h_q – коэффициент изменения емкости.

Определим номер аккумулятора N.

N_a = Q_НОМ / 36 = 31.598 / 36 = 0.878

N = 1

По рассчитанному значению N_a выберем аккумулятор, учитывая, что кратковременный разряд допускают только аккумуляторы типа СК.

Требованиям соответствуют аккумуляторы СК1.

Далее определим количество аккумуляторов.

n₁ = (U_MIN + DU)/U_K = (21,6+0,8)/1,75 = 12,8

где U_MIN = 21,6 В – минимально допустимое напряжение на на грузке.

DU = 0,8 В – падение напряжения на шинах питания.

U_K = 1,75 В – напряжение на аккумуляторе в конце разряда.

Количество аккумуляторов основной группы рассчитаем по формуле:

n₂ = U_H / 2,2 = 24 / 2,2 = 10,909

На основании полученных данных составим таблицу 6.

Таблица 6.

UH В	IH A	T ч	QНОМ Ач	N	Тип аккумулятора	n1	n2	IП А	nву	Тип выпрямителя
24	25	0,5	32	1	СК1	13	11	0,003	1	2 шт ВУТ 31 / 500

3. Определяем величину тока подзаряда аккумуляторов:

I_П = 0.003 × N = 0.003 × 1 = 0.003 , А

Активная потребляемая нагрузкой мощность:

P_H = U_H  × I_H = 24 × 25 = 600 ,Вт

Активная потребляемая установкой от сети мощность связана с P_H через КПД выпрямительного устройства h и коэффициент запаса мощности С.

Р = (P_H + U_H  × I_П)/( h×С) = (600 + 24 × 0.003)/(0.43 ×1) = 1396 ,Вт

Полная мощность потребляемая от сети, связана с активной мощностью через коэффициент мощности:

S = P / cos j = 1396 / 0.7 = 1994 ,ВА

Реактивная мощность:

Ток, потребляемый установкой от сети, рассчитывается по формуле:

На основании полученных данных составим таблицу 7.

Таблица 7.

PH , Вт	P , Вт	S ,ВА	Q ,ВА	IЛ ,А
600	1396	1994	1424	30,29

Структурная схема буферной системы электропитания приведена на рис.3.

Рис.3

БВ – буферный выпрямитель

ВС – выпрямитель содержания

АБ – аккумуляторная батарея

ДЭ – дополнительные элементы

УК – устройство коммутации

СПИСОК   ЛИТЕРАТУРЫ:

1.Бокуняев А.А., Горбачев Б.В., Китаев В.Е. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов ./ под ред. В.Е. Китаева – М.: РиС, 1988 г. 280 с.

2. Китаев В.Е., Бокуняев А.А., Колканов М.Ф. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов. –М.: Связь, 1975 г. 328 с.