книги / Стабилизаторы низких и милливольтовых напряжений
..pdf<16. М ЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА СТАБИЛИЗАТОРОВ
Р е к о м е н д у е т с я с л е д у ю щ а я м е т о д и к а р а с ч е т а с т а б и л и з а т о р о в н и з к и х и м и л л и в о л ь т о в ы х н а п р я ж е н и й , в к о т о р ы х в к а ч е с т в е и з м е р и т е л ь н о г о э л е м е н т а и с п о л ь з у ю т с я р е
л а к с а ц и о н н ы й г е н е р а т о р , в ы п о л н е н н ы й н а т у н н е л ь н о м
д и о д е , и и н д у к т и в н о с т и . |
|
|
|
|
|
||||
Д л я |
р а с ч е т а с т а б и л и з а т о р а д о л ж н ы б ы т ь з а д а н ы |
||||||||
• с л е д у ю щ и е в е л и ч и н ы : |
|
|
|
|
|
|
|||
1) п р е д е л ы |
и з м е н е н и я |
в х о д н о г о |
|
н а п р я ж е н и я |
|||||
( — б Е вх, б ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 ) в ы х о д н о е н а п р я ж е н и е (£ ц ы х , в ) \ |
|
|
|
||||||
3 ) н о м и н а л ь н о е |
з н а ч е н и е |
т о к а н а г р у з к и |
( / Нлюм, ° ) \ |
||||||
4 ) п р е д е л ы |
и з м е н е н и я |
т о к а |
н а г р у з к и |
(о т |
/н .ш ш |
||||
ДО /ц.макс> б ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 ) н е с т а б и л ь н о с т ь |
в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я п р и з а |
||||||||
д а н н о м |
и з м е н е н и и |
в х о д н о г о |
н а п р я ж е н и я |
( А £ Вых, |
б ) ; |
||||
6 ) а м п л и т у д н о е з н а ч е н и е п е р е м е н н о й с о с т а в л я ю щ е й |
|||||||||
в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я |
( Д с Вых, e ) i |
|
|
|
|
||||
7 ) п р е д е л ы |
и з м е н е н и я |
т е м п е р а т у р ы |
о к р у ж а ю щ е й |
||||||
С р е д ы |
(ОТ /окр.мин ДО Ажр.макС) |
С ) |
|
|
|
|
|||
в ) |
т е м п е р а т у р н а я н е с т а б и л ь н о с т ь в ы х о д н о г о н а п р я |
ж е н и я ( Д £ Вы х) и б .
‘В к а ч е с т в е б а з о в о й с х е м ы с т а б и л и з а т о р а п р и н и м а е м
с х е м у н а р и с . 5 0 .
Р а с ч е т в е д е т с я в с л е д у ю щ е й п о с л е д о в а т е л ь н о с т и .
1. О п р е д е л я е м н е о б х о д и м у ю н о м и н а л ь н у ю в е л и ч и н у
в х о д н о г о н а п р я ж е н и я Е вх и д о п у с т и м у ю в е л и ч и н у п у л ь
с а ц и и н а в х о д е с т а б и л и з а т о р а е вх. В е л и ч и н а п у л ь с а ц и и
н е |
д о л ж н а п р е в ы ш а т ь н а п р я ж е н и е н а к о л л е к т о р е р е г у |
л и р у ю щ е г о т р а н з и с т о р а в м о м е н т е г о н а с ы щ е н и я . О б ы ч |
|
н о |
в е л и ч и н у п у л ь с а ц и и в ы б и р а ю т в п р е д е л а х о т 2 0 |
д о 3 0 % н а п р я ж е н и я н а с ы щ е н и я с и л о в о г о т р а н з и с т о р а .
В е л и ч и н у в х о д н о г о н а п р я ж е н и я £ вх п р и м и н и м а л ь н о м з н а ч е н и и н а п р я ж е н и я п и т а ю щ е й с е т и о п р е д е л я ю т к а к с у м м у в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я £ ВЫх, а м п л и т у д н о г о з н а
ч е н и я п е р е м е н н о й с о с т а в л я ю щ е й в х о д н о г о н а п р я ж е н и я , е вх и м и н и м а л ь н о г о н а п р я ж е н и я , о б е с п е ч и в а ю щ е г о н о р
м а л ь н у ю |
р а б о т у т р а н з и с т о р о в в к л ю ч е в о м |
р е ж и м е |
т . е . |
|
|
|
Е |
( 1 2 7 ) |
Т о г д а в х о д н о е н а п р я ж е н и е п р и н о м и н а л ь н о м з н а ч е |
||
н и и н а п р я ж е н и я п и т а ю щ е й с е т и б у д е т р а в н о : |
|
|
|
вхл-юм |
( 1 2 8 ) |
г д е а — о т н о с и т е л ь н о е и з м е н е н и е в х о д н о г о н а п р я ж е н и я п р и к о л е б а н и я х н а п р я ж е н и я п и т а ю щ е й с е т и .
2 . В ы б и р а е м п р е д в а р и т е л ь н о в е л и ч и н у е м к о с т и в ы х о д н о г о к о н д е н с а т о р а и п о ф о р м у л а м ( 9 5 ) и ( 9 7 ) о п р е
д е л я е м в р е м я t и tf-H M .
3 . П о ф о р м у л а м ( 9 8 ) и ( 9 9 ) о п р е д е л я е м к о л и ч е с т в о -
и м п у л ь с о в в п а ч к е rii и п 2} з а д а в а я с ь п р и э т о м ч а с т о т о й
к о л е б а н и й г е н е р а т о р а и з у с л о в и я ^ 1 / / г е н -
4 . П о ф о р м у л е ( 1 0 3 ) с у ч е т о м ( 1 0 0 ) — ( 1 0 2 ) и п р и н я т ы х в § 13 д о п у щ е н и я х о п р е д е л я е м к о э ф ф и ц и е н т п е
р е д а ч и и з м е р и т е л ь н о г о э л е м е н т а k m .
5 . С о г л а с н о р е к о м е н д а ц и я м , и з л о ж е н н ы м в § 13 , в ы б и р а е м т и п т у н н е л ь н о г о д и о д а и п о с п р а в о ч н ы м д а н н ы м :
и л и е г о в о л ь т - а м п е р н ы м х а р а к т е р и с т и к а м |
о п р е д е л я е м |
||||
п а р а м е т р ы |
k , i2> u it u 2t |
Щ . |
|
|
|
6 . П о ф о р м у л е (9 4 ) о п р е д е л я е м в е л и ч и н у с о п р о т и в |
|||||
л е н и я д е л и т е л я в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я . |
|
|
|||
7 . П о ф о р м у л е (8 7 ) с у ч е т о м ф о р м у л ( 8 0 ) , ( 8 1 ) , (8 3 ) |
|||||
и (9 3 ) д л я в ы б р а н н о й ч а с т о т ы |
п е р е к л ю ч е н и я |
г е н е р а |
|||
т о р а /ген, |
п р и н и м а я |
Т*з= 1 /2/ген , |
о п р е д е л я е м |
|
в е л и ч и н у |
и н д у к т и в н о с т и д р о с с е л я L . |
|
|
|
||
8 . Т е м п е р а т у р н а я |
н е с т а б и л ь н о с т ь в ы х о д н о г о н а п р я |
ж е н и я в к л ю ч е в ы х с т а б и л и з а т о р а х в о с н о в н о м о п р е д е
л я е т с я т е м п е р а т у р н о й з а в и с и м о с т ь ю и з м е р и т е л ь н о г о -
э л е м е н т а . П о э т о м у е е м о ж н о о п р е д е л я т ь п о ф о р м у л е
( 1 0 4 ) , у ч и т ы в а я п р и э т о м , ч т о k a о с т а е т с я о т р и ц а т е л ь н ы м к а к п р и п о в ы ш е н и и т е м п е р а т у р ы , т а к и п р и е е
п о н и ж е н и и о т н о с и т е л ь н о н о м и н а л ь н о й .
9 . О п р е д е л я е м в е л и ч и н у с о п р о т и в л е н и я р е з и с т о р а R z
п о ф о р м у л е ( 1 0 9 ) .
10. В е л и ч и н у с о п р о т и в л е н и я р е з и с т о р а R i- о п р е д е
л я е м и з у с л о в и я н е о б х о д и м о с т и п е р е м е щ е н и я р а б о ч е й т о ч к и т р а н з и с т о р а Т 2 в о б л а с т ь о т с е ч к и в м о м е н т н а с ы
щ е н и я т р а н з и с т о р а Г 3, т . е . п р и и ЭТ2 < ;« б т 2 - П о л а г а я
й б т 2 = 0 ,5 в , м о ж н о о п р е д е л я т ь в е л и ч и н у с о п р о т и в л е н и я и з у с л о в и я E sx R 2/ { R i + R 2) ^ 0 , 5 в .
11. |
В е л и ч и н у с о п р о т и в л е н и я |
р е з и с т о р а R s о п р е д е |
л я е м п о ф о р м у л е ( 1 0 8 ) . |
|
|
12 . |
В х о д н о е с о п р о т и в л е н и е |
у с и л и т е л ь н о г о к а с к а д а |
д о л ж н о у д о в л е т в о р я т ь т р е б о в а н и я м , п р е д ъ я в л я е м ы м н е
р а в е н с т в о м |
( 1 0 6 ) , и в ы ч и с л я е т с я |
п о ф о р м у л е |
( 1 0 7 ) . |
З а д а в а я с ь |
в е л и ч и н о й с о п р о т и в л е н и я |
р е з и с т о р а J?4, п р о |
|
в е р я е м в ы п о л н е н и е н е р а в е н с т в а ( 1 0 6 ) . |
|
1 3 . П о ф о р м у л е ( 1 1 0 ) о п р е д е л я е м в е л и ч и н у с о п р о
т и в л е н и я |
р е з и с т о р а tR5. |
|
|
|
||
14 . О п р е д е л я е м к о э ф ф и ц и е н т у с и л е н и я и н т е г р и р у ю |
||||||
щ е г о у с и л и т е л я п о ф о р м у л е ( 1 0 5 ) . |
|
|
||||
15 . К о э ф ф и ц и е н т |
с т а б и л и з а ц и и |
с т а б и л и з а т о р а |
п о |
|||
в х о д н о м у н а п р я ж е н и ю k CT о п р е д е л я е м п о ф о р м у л е |
|
|||||
|
|
|
&CT = |
&H3&y&yi,2> |
( 1 2 9 ) |
|
г д е |
kna |
о п р е д е л я е т с я |
п о |
ф о р м у л е |
( 1 0 3 ) ; k y — п о |
ф о р |
м у л е |
( 1 0 5 ) ; &у1)2 — к о э ф ф и ц и е н т |
у с и л е н и я с о с т а в н о г о |
||||
т р а н з и с т о р а Т ь Т% |
|
|
|
|
16 . В е л и ч и н у е м к о с т и к о н д е н с а т о р а о б р а т н о й с в я з и
и н т е г р и р у ю щ е г о у с и л и т е л я C i о п р е д е л я е м п о ф о р м у
л е ( 1 1 1 ) .
17 . М о щ н о с т ь р а с с е я н и я р е г у л и р у ю щ е г о т р а н з и с т о
р а о п р е д е л я е м п о ф о р м у л е ( 1 2 6 ) с у ч е т о м ф о р м у л ы ( 1 1 7 ) .
18 . П о ф о р м у л е (1 1 8 ) о п р е д е л я е м т о к з а п и р а н и я
р е г у л и р у ю щ е г о т р а н з и с т о р а T i п р и в ы б р а н н о м к о э ф ф и
ц и е н т е н а с ы щ е н и я и н а о с н о в а н и и э т о г о о п р е д е л я е м
в е л и ч и н ы с о п р о т и в л е н и й р е з и с т о р о в f y , R s — д л я с т а б и л и з а т о р а , в ы п о л н е н н о г о п о с х е м е р и с . 5 0 , и л и в е л и ч и н у
с о п р о т и в л е н и я |
р е з и с т о р а |
$ 7 — с т а б и л и з а т о р а , |
в ы п о л |
||||||||||||
н е н н о г о п о с х е м е р и с . 5 1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Н а э т о м р а с ч е т с т а б и л и з а т о р а м о ж н о с ч и т а т ь о к о н |
||||||||||||||
ч е н н ы м . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
П Р И М Е Р Ы Р А С Ч Е Т А И П Р А К Т И Ч Е С К И Е С Х Е М Ы |
|
|
|
||||||||||||
Н И З К О В О Л Ь Т Н Ы Х В Ы П Р Я М И Т Е Л Е Й |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
И С Т А Б И Л И З А Т О Р О В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
17. |
ПРИМЕРЫ |
|
РАСЧЕТА |
НИЗКОВОЛЬТНЫХ |
ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ |
|
|
||||||||
П ример. 1. |
П роизвести расчет |
вы прямителя |
для |
транзисторного |
|||||||||||
стаб и л и зато р а |
н апряж ения по |
следую щ им данным; |
а) вы прямленное |
||||||||||||
н ап ряж ен и е |
£ /о = 3 |
в\ б) |
выпрямленный ток |
/о = 4 ,2 |
а; в) коэф фици |
||||||||||
ент |
пульсации |
|
kB= 3 % ; |
г) питание |
схемы |
осущ ествляется |
от |
трех- |
|||||||
ф ази ой сети |
с |
частотой |
400 |
гц |
и |
линейным |
напряж ением |
220 |
в; |
||||||
д ) |
тем п ература |
окруж аю щ ей |
среды |
* о к р = 2 0 ± 1 0 °С; е) масса |
и |
га |
|||||||||
б ари т — минимальные. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Р асч ет |
вы прям ителя |
проведем по методике, излож енной в |
§ |
11. |
||||||||||
|
Выбор |
схем ы .-В ы бираем |
12-фазную схему вы прямления, |
приве |
|||||||||||
денную на |
рис. 3,г. Е е |
выбор обусловлен необходимостью получе |
|||||||||||||
н и я м алы х |
габаритов и |
массы, |
что |
обеспечивается |
использованием |
||||||||||
вы п рям и теля без |
дроссельного ф ильтра и распределением |
тока |
на |
грузки |
по |
м аломощ ны м вентилям . |
Выбор |
схемы |
обусловлен |
так ж е |
|||||||||||||||||||
требованием по величине пульсации, которое |
м ож ет |
|
быть |
обеспечено |
|||||||||||||||||||||
без применения |
дополнительного |
ф ильтра. |
|
К |
достоинствам |
схемы |
|||||||||||||||||||
рис. 3,в, г следует отнести |
так ж е |
возм ож ность |
прим енения |
в |
|
ней |
|||||||||||||||||||
одноф азны х |
однотипны х |
трансф орм аторов, |
что |
улучш ает |
техн оло |
||||||||||||||||||||
гичность изготовления |
и |
сниж ает |
затраты , |
а |
так ж е |
|
п озволяет |
более |
|||||||||||||||||
простым путем, чем в других |
м ногоф азны х -схем ах, |
|
созд ать |
условия |
|||||||||||||||||||||
симметрии внутренних ветвей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
О пределим |
мощ ность |
и |
сопротивление |
нагрузки: |
Ро = 3 - 4 ,2 = |
||||||||||||||||||||
= 12,6 |
от, |
R = 3 /4 ,2 = 0 ,7 1 5 |
ом. |
При |
такой |
низкоомной |
нагрузке |
оче |
|||||||||||||||||
видно, |
что |
|
12-фазный |
вы прямитель |
не |
будет |
работать |
в |
первом |
|
до- |
||||||||||||||
граничном |
реж им е. |
П оскольку, |
кроме |
того, |
величина |
приведенного |
|||||||||||||||||||
нап ряж ен и я |
смещ ения |
не |
входит |
в |
число |
зад ан н ы х |
и |
оценить |
ее в |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данном |
случае затр у д н и |
||||||||||
м а и . |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
тельно, |
следует |
п о л ьзо |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ваться |
|
методикой, |
изло |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ж енной |
в |
§ |
11 д л я |
общ е |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го случая при |
работе |
|
вы |
||||||||
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
п рям и теля |
аз |
/г-том |
|
р е |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
ж им е, |
когда |
k |
н еизве |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
стно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
О пределим |
среднее |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
значение |
тока |
вентиля, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п ользуясь |
|
ф орм улой |
|||||||||||
200 |
|
|
|
|
|
|
Г |
|
X |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(44). |
П ол учим |
|
Id — |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
fi |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
—I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
= 3 ,2 /1 2 = 0 ,2 7 |
а. |
П о |
|
это |
||||||||
|
|
|
|
|
t |
|
i1 |
|
f |
t |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
I |
|
ТГ |
|
|
|
м у ггоку |
|
вы бираем |
в |
к а |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
Т \ |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
г |
|
|Г |
|
|
|
|
честве |
вентилей |
крем ние |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
/ г г |
|
|
|||||||||||||||
т |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|T I |
|
|
вы е |
диоды |
|
типа |
Д 237. |
|||||||||
|
|
|
/г |
П А |
|
|
|
И х |
основны е |
п ар ам етр ы |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
П |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
) |
|
/ |
|
|
7 |
f i |
|
|
следую щ ие: |
|
/ п = 0 , 3 |
|
а; |
||||||||
|
|
|
|
/ |
|
г |
4 |
|
г |
f i |
|
|
*пмакс— 3 |
й\ |
На обр== |
||||||||||
|
|
|
/ |
|
|
7 |
у |
|
|
1 |
|
|
= 2 0 0 |
в\ |
|
Р пр .яоп== 1,2 |
ОТ. |
||||||||
_ 1 _ |
|
|
|
-!._ |
|
л |
|
|
|
Ï B |
|
|
|
О пределение |
|
н ап р я |
|||||||||
0,4 0,6 1 |
|
12 1,4 |
|
|
ж ен и я смещ ения |
и п р я |
|||||||||||||||||||
О |
02 |
0,0 1,0 |
|
|
|||||||||||||||||||||
. |
PcrOJS |
|
0,05 |
|
àO„r |
|
t |
|
|
мого |
сопротивления |
вен |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0065 |
|
|
|
|
ти ля |
|
прои зводи м , |
п о л ь |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зу ясь |
impиведенны ми |
в |
хЕсм
|
|
|
•нормалях динам ическим и |
||||
Рис. |
67. С татические вольт-ам периы е |
-характеристиками |
д и о |
||||
дов |
Д 237, пересчитаниы - |
||||||
характеристики диодов Д237 и построе |
ми |
в |
статические, |
к а к |
|||
ние |
двухлинейны х |
аппроксимирую щ их |
было -указано в § |
10. |
Н а |
||
характеристик. |
|
рис. |
67 |
приведены |
с та ти |
||
|
|
|
ческие |
.характеристики |
|||
диодов Д 237 А, Б; |
крайние кривы е соответствую т гран и ц ам |
95% |
р азб р о са характеристик, пунктирная к р и в а я — средним хар актер и сти
кам диодов. Все |
характеристики приведены д л я тем п ературы |
о кр у |
||||
ж аю щ ей среды, |
равной 2 0 ± 1 0 °С . Д л я дальнейш их |
расчетов |
прини |
|||
м аем средню ю характеристику . |
|
|
|
|
||
П ри |
использовании м етода |
аппроксим ации |
вольт-ам перны х |
|||
характеристик, излож енного в § 10, |
верхняя точка |
р асп о лагается на |
||||
линейном участке реальной характеристики д и ода. |
П оэтом у |
вы бор |
||||
этой точки |
практически м ало вли яет на |
наклон аппроксимирую щ ей |
||||
прям ой и |
при предварительном расчете, |
когда ам п ли туда то к а вен |
ти ля |
ещ е |
н еизвестна, верхню ю точку |
мож но |
вы бирать ориентировоч |
||||||||||
но. П р и н и м ая F = Q ,6, |
по ф ормуле |
(49) предварительно получаем |
||||||||||||
iD ыаис = 0,6 • 3 ,2 = 1,9 а. |
В зяв |
нижнюю |
точку |
на |
уровне |
0,3 а и про |
||||||||
вед я |
из |
нее |
прям ую |
через верхнюю |
|
точку |
до |
пересечения с |
осью |
|||||
н ап ряж ен и й , |
получаем |
|
£ См='1,12 |
в |
и |
A f/np= 0,065 в, |
откуда |
r nv — |
||||||
= 0,065/0,3= 0,217 ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Т еперь |
необходим о |
найти |
ориентировочное |
значение |
сопротивле |
||||||||
ния |
ф азы |
|
тр ан сф орм атора по |
формуле (70). Э та формула получена |
||||||||||
д л я тр ан сф о р м ато р а |
с |
простои |
первичной |
обмоткой. |
Соединение |
|||||||||
первичны х |
обм оток в |
зи гзаг |
по схеме |
рис. 3,г |
вносит некоторое и з |
менение в величину эквивалентного сопротивления первичной обмот
ки т 1экв* которое необходимо |
предварительно оценить. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
В еличина |
r i 0Kn |
|
м ож ет |
быть |
|
определена |
следующим |
образом . |
|||||||||||||||||
П ервичны е |
обмотки |
каж дого |
из |
шести |
трансформаторов, |
образую |
|||||||||||||||||||
щ их |
12-фазную |
схему |
вы прямления, |
электрически |
не |
связаны |
друг |
||||||||||||||||||
с д ругом . Н ап р яж ен и я |
основной |
it |
дополнительной |
первичных |
обмо |
||||||||||||||||||||
ток, |
располож енны х |
на |
каж дом |
|
трансформаторе, сдвинуты |
по ф азе, |
|||||||||||||||||||
к а к это |
видно |
из схемы рис. 3,г, на 120°, так как они |
питаю тся от |
||||||||||||||||||||||
разн ы х линейны х э. д. с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
О бе |
первичны е |
|
обмотки |
одного трансформатора |
могут |
быть |
з а |
||||||||||||||||||
менены |
одной |
эквивалентной. Условие эквивалентности состоит в |
|||||||||||||||||||||||
том , |
что |
экви вален тн ая |
обмотка |
долж на |
создавать |
в |
сердечнике |
||||||||||||||||||
тр ан сф о р м ато р а магнитный |
поток |
такой |
ж е |
величины, |
какая |
созда |
|||||||||||||||||||
ется |
д ву м я |
располож енны м и на нем обмотками. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
С оответствую щ им |
расчетом |
м ож ет |
быть показано, что для |
полу |
|||||||||||||||||||||
чения симметричной 12-фазной |
схемы |
выпрямления напряжения на |
|||||||||||||||||||||||
за ж и м а х |
(а следовательно, и числа |
витков) |
эквивалентной, |
основной |
|||||||||||||||||||||
и дополнительной |
|
обмоток |
|
долж ны |
находиться |
в |
|
соотношении |
|||||||||||||||||
1 : 0,815 : 0,295. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Т ак |
к ак |
по |
отношению |
к |
линейному |
напряжению |
основная и |
||||||||||||||||||
доп олн и тельн ая |
обмотки, |
располож енны е |
на |
различных |
сердечниках, |
||||||||||||||||||||
соединены |
последовательно, |
то |
|
приложенное |
к |
ним |
напряж ение |
||||||||||||||||||
д о л ж н о |
относиться |
|
к |
напряж ению |
эквивалентной |
обмотки, |
как |
||||||||||||||||||
0,815 + 0 ,2 9 5 = 1 ,1 1 :*1. П оскольку |
основная |
и дополнительная |
обмотки |
||||||||||||||||||||||
обтекаю тся |
одинаковы м |
током, |
в таком |
ж е |
соотношении |
долж ны |
|||||||||||||||||||
находи ться |
и |
сопротивления |
указанны х обмоток, т. е. Г1экв=г!1,Н ri. |
||||||||||||||||||||||
Д альнейш ий |
расчет |
проводится |
в |
соответствии |
с |
реком ендация |
|||||||||||||||||||
ми § |
10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П о табл . |
5 находим |
суммарную типовую |
мощность трансф орм а |
||||||||||||||||||||||
торов |
схемы |
/ >Т1ШV= 6 / )т 1 ш = 6 - 1 • 0,352• 12,6 « 2 7 e -о, |
где |
произведе |
|||||||||||||||||||||
ние коэф ф ициентов |
B BnD Bn принято равным единице. М ощ ность одно |
||||||||||||||||||||||||
го тран сф орм атора |
|
соответственно |
равна |
2 7 : 6 = 4 ,5 |
в -а. И з топ |
нее |
|||||||||||||||||||
таб ли ц ы имеем |
|= 1 ,4 1 . Ч исла |
обмоток берем для |
одного |
трансф ор |
|||||||||||||||||||||
м ато р а с |
одной |
(эквивалентной) |
|
первичной |
обмоткой |
п |
двум я |
вто |
|||||||||||||||||
ричными: |
пг'i= il; m !2= 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
У читы вая |
требование наименьш их |
размеров и |
массы |
вы прям и |
|||||||||||||||||||||
теля, |
наиболее |
целесообразно |
в |
|
данной |
схеме |
использовать |
тран с |
|||||||||||||||||
ф орм аторы |
тороидальной |
конструкции |
с |
кольцевыми |
сердечниками |
||||||||||||||||||||
(типа |
О Л ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П о таб л . |
6 |
д л я Р тн п = 4 ,5 |
в * я , |
/= 4 0 0 гц |
выбираем типоразмер |
||||||||||||||||||||
м агнитопровода |
ОЛ -12/20-Ю , |
|
д л я |
которого |
Л гп п .доп = 4,9 |
в - а , |
а = |
||||||||||||||||||
= 0,4 |
см, |
Ь — 1,0 |
см, |
|
b j a = 2,5. |
|
И з |
|
табл. |
4 |
Ь } а = 2,5 находим |
g i= l,0 1 , |
|||||||||||||
g z = Q ,97, |
п ользуясь |
интерполяционным |
способом. |
И з |
|
графиков |
на |
||||||||||||||||||
рис. 45 — 47 д л я Л гш 1=4,5 |
в - а ^ Ъ |
|
в* а находим |
Л мако = |
1,4 та, |
\ U i — |
|||||||||||||||||||
= 0,037, 'A t/2= 0 ,0 3 , ôi = 9 а /м м \ |
Величину k CT |
принимаем |
равной 0,88. |
П о д ставляя |
полученные данны е в '(70), |
находим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
г тР= 0 , 9 7 |
/ 1 |
|
|
\ |
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
1 + 0 ,0 3 \ |
, |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
^ 2 + |
1,11 *1.01-1 , _ о , 0 3 7 у Х |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
ч |
9-(1 |
+ 0 , 0 3 ) - ( 0 , 7 1 5 - 1 ,1-3)2 |
_ |
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
X |
4 0 0 - 1 ,4 - 0 ,8 8 - 0 ,4 - 4 .5 |
|
|
|
— 0 .306 |
ом , |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
где коэф ф ициент |
1,11 |
учиты вает |
увеличение |
сопротивления |
первич |
|||||||||||||||||||||||
ной обмотки вследствие использования в ней |
д ву х |
отдельны х обм о |
||||||||||||||||||||||||||
ток. Д ействую щ ее значение |
ф азного |
н апряж ения найдено |
п р ед вар и |
|||||||||||||||||||||||||
тельно из табл . 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
П р и н и м ая |
сопротивление |
внутренних |
соединительны х |
проводов |
|||||||||||||||||||||||
равны м |
7 мом, |
получаем |
сопротивление |
|
ф азы |
равны м |
г = 0 ,3 0 6 + |
|||||||||||||||||||||
+ 0 ,0 0 7 + 0 ,2 1 7 = 0 ,5 3 |
ом |
и |
относительное |
|
внутреннее |
сопротивление |
||||||||||||||||||||||
л = 0 ,53/0,715=0,74. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
И з |
граф и ка |
рис. |
41 |
определяем , |
что |
схем а |
р аб о тает |
во |
втором |
||||||||||||||||||
ком мутационном реж име, причем, если бы |
не |
учиты вать |
н ап р яж е |
|||||||||||||||||||||||||
ние смещ ения |
(‘е = 0 ) , |
состояние схемы |
соответствовало |
втором у |
кри |
|||||||||||||||||||||||
тическому |
реж иму. И з |
того |
ж е |
граф ика |
|
|
по |
кривой |
при |
е = 0 |
д ля |
|||||||||||||||||
л = 0 ,7 4 |
находим |
Апо= 3,44% , |
что |
больш е |
требуем ого |
значения. Т огда, |
||||||||||||||||||||||
пользуясь |
той |
ж е кривой, |
по |
А п .оад= 3% |
|
определяем |
л '= 0 ,7 . |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
П о |
ном ограм м е рис. 42 д л я л '= 0,7 и |
е = 0 |
находим |
f7*'o=0,73. П о |
|||||||||||||||||||||||
ф ормуле |
(72) |
£ /м ак с= (3 + 1 ,1 2 )/0 ,7 3 = 5 ,6 4 |
в. Т огда |
е ' = Е см1Е'михс = |
||||||||||||||||||||||||
= 1,12/5,64= 0,2, |
д л я |
которого |
при |
|
том |
|
ж е |
л '= 0,7 |
из |
рис. |
41 |
|||||||||||||||||
получаем |
U *"о=0,57. |
Тогда |
|
£ '^ a K c = |
£/o/i/î|!''o = 3/0,5 7 = 5 ,2 7 |
в, |
е //= |
|||||||||||||||||||||
= |
1,12/5,27=0,213 |
и |
из |
рис. |
42 |
,£/*"'0= 0,56, |
|
откуда |
£ "'м а к с = 3 /0 ,5 6 = |
|||||||||||||||||||
= 5,36, |
б '" = 1,12/5,36=0,209 |
и |
,£/*о = 0 ,5 6 5 . |
О кончательно |
|
приним аем |
||||||||||||||||||||||
Дмакс = 3 /0 ,5 6 5 = 5 ,3 |
в; |
е = 4 ,'12/5,3=0,21; |
л = 0 ,7 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
И з |
рис. |
41—45 находим |
& п = 2 % < £ п .за д = 3 % ; |
0 = 0 ,1 9 5 ; |
F = |
||||||||||||||||||||||
= 0 ,5 6 5 ; |
<0ф=О,45. П о |
ф орм улам |
перехода, |
указан н ы м |
на |
граф и ках, |
||||||||||||||||||||||
находим действую щ ее |
значение тока |
ф азы |
|
и |
ам п ли туду |
то к а венти |
||||||||||||||||||||||
л я |
= 0 ,1 9 5 -4 ,2 = 0 ,8 2 |
a; |
iB .макс — 0,5 6 5 -4 ,2 = 2,4 |
а < / в.макс.доп — 3 |
й. |
|||||||||||||||||||||||
|
•По ф ормуле |
(43) |
находим |
приведенное |
сопротивление |
тр ан сф о р |
||||||||||||||||||||||
м атора |
л тр = 0,306/0,53=0,578. Т ак |
как 5 гф = 5 гп,то приведенное |
к |
ос |
||||||||||||||||||||||||
нованию |
действую щ ее |
значение |
тока |
вентиля определяем |
из вы р а |
|||||||||||||||||||||||
ж ен и я |
(73) £7* в(г)= 0 ,8 2 - 0,53/5,3=0,082. Т огда |
по |
ф орм уле |
(42) |
опре |
|||||||||||||||||||||||
деляем |
действую щ ее значение |
ф азного |
н ап ряж ен и я |
в безразм ерн ы х |
||||||||||||||||||||||||
единицах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
С/*Я.Ф = |
у |
/ |
0 , 5 - 0 , 5 7 8 |
[ 2 ^ 0 , 4 5 |
- 0 , 5 1 8 . ( 0 , 082)2J |
= 0 ,6 7 8 |
|
||||||||||||||||||||
или в единицах напряж ения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
t/д.Ф = |
{/% .ф£ макс = |
0 ,6 7 8 -5 .3 |
= |
3 ,6 |
в. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
П о |
ф орм улам |
(48), |
(51) |
5 = 3 ,6 /3 = 1,2; |
В вв= |
1,2/0,715= 1,67; |
|||||||||||||||||||||
0 » Н= О ,195/0,289= 0,675. |
Т огда |
В ввО вв= 0 ,675 -1 ,6 7 = 4 ,1 2 7 , |
что |
близко |
||||||||||||||||||||||||
к |
значению , |
ориентировочно |
взятом у |
вы ш е |
равны м |
единице |
при |
оп |
||||||||||||||||||||
ределении |
типовой |
мощ ности |
по |
табл. |
5, |
|
согласно |
которой |
Р т п п = |
|||||||||||||||||||
= |
0,352 • 1,127- |
12,6= 5 |
в - я . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
П олученны е |
данны е позволяю т |
приступить |
к |
конструктивном у |
|||||||||||||||||||||||
расчету трансф орм атора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
П о |
|
(56) |
|
Р в .иР=0,217(0,82) 2+ 0,35* 1,12= 0,54 |
в т < Р в.пр.доп — |
=1,2 вт.
Таким образом , вы бранны е вентили пригодны д л я работы в п ро
ектируем ом вы прямителе.
В заклю чен и е |
расчета |
следует отметить, что если после расчета |
||||||||||||||||||||||||
тр ан сф о р м ато р а |
его |
сопротивление |
окаж ется |
несколько |
меньш им |
|||||||||||||||||||||
найденного вы ш е, |
то |
это приведет к некоторому уменьшению |
п а р а |
|||||||||||||||||||||||
м етра п. И з |
рис. |
41 |
видно, |
что |
с |
уменьшением |
л менее 0,7 пульса |
|||||||||||||||||||
ция |
у м ен ьш ается |
при |
ф иксированном е. Вместе с тем уменьшение п |
|||||||||||||||||||||||
потребует |
некоторого |
ум еньш ения |
|
амплитуды э. д. с., что в свою |
||||||||||||||||||||||
очередь |
повы сит |
значение |
е. И з |
рис. |
41 видно, |
что |
при |
|
ф иксиро |
|||||||||||||||||
ванном |
п |
увеличение |
е |
приведет |
к дальнейш ему |
уменьшению |
пуль |
|||||||||||||||||||
сации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П рим ер |
2. П роизвести |
расчет |
нестабилнзированного |
|
вы прями |
||||||||||||||||||||
теля |
п о |
следую щ им |
данны м : |
а) |
выпрямленное |
напряж ение |
|
|||||||||||||||||||
= 1,2 в; |
б) |
вы прям ленны й |
ток |
/о —20 |
а; в) |
коэффициент |
пульсации |
|||||||||||||||||||
Ли —2% ; |
г) |
п и тан и е |
схемы |
|
осущ ествляется |
|
от |
трехфазной |
сети с |
|||||||||||||||||
частотой |
400 |
гц |
|
и |
линейным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
н ап ряж ен и ем |
220 |
в; |
д ) |
масса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
и га б ар и т — м инимальны е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
след ует |
оценить |
влияние |
тем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
пературы |
и |
р азб р о са |
вольт-ам - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
перны х |
характери сти к вентилей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
на |
вы ходн ы е |
п арам етры |
вы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
п рям и теля, |
а |
так ж е |
оценить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
погреш ности |
|
в |
|
определении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
этих |
п ар ам етр о в |
при |
использо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
вании приближ енны х, |
м етодов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
расчета . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р асчет, |
к а к |
и |
в |
п реды ду |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
щ ем |
случае, |
проведем |
|
д л я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
этой |
схем ы |
обусловлен |
теми |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ж е |
соображ ениям и, |
что |
|
и |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
прим ере |
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
П о |
среднем у |
значению |
т о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
к а вен ти ля, |
|
найденном у |
|
по |
|
амперные |
|
характеристики |
|
диодов |
||||||||||||||||
(4 4 ), / в = 2 0 /1 2 = il,6 7 |
а, |
ам пли |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
Д 305 |
и |
построение |
двухлиней |
||||||||||||||||||||||
ту д е |
обратного |
|
напряж ения, |
|
||||||||||||||||||||||
равной по ф орм уле (50) пример |
|
ных аппроксимирующих х аракте |
||||||||||||||||||||||||
но |
ма .обр = |
5 • 1,2—6 |
в, |
вы би |
|
ристик. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
р аем |
в |
|
качестве |
вентилей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
герм аниевы е |
диоды типа |
Д305. Выбор |
диодов |
этого |
типа |
обуслов |
||||||||||||||||||||
лен |
следую щ им и |
соображ ениям и, |
важ ны м и |
для |
выпрямителей |
весь |
||||||||||||||||||||
м а низких |
напряж ений. М ощ ность |
рассеяния |
и |
связанное |
с |
ней к о |
||||||||||||||||||||
личество |
вы деляем ого |
тепла |
у |
германиевых |
вентилей |
значительно |
||||||||||||||||||||
меньш е, |
чем |
у |
кремниевых; |
к. п. д. источника |
с |
их |
применением |
|||||||||||||||||||
вы ш е, а |
его |
габ ар и т |
и |
м асса меньше; |
разброс прямой |
ветви |
х ар ак |
|||||||||||||||||||
теристик |
д л я |
одинаковы х |
|
партий |
у |
германиевы х |
вентилей |
|
в |
пять- |
||||||||||||||||
ш есть р аз |
меньш е, чем у кремниевых. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
О сновны е |
парам етры |
вы бранны х диодов |
|
следую щ ие: допустим ое |
||||||||||||||||||||||
значение |
среднего |
|
тока |
40 |
а |
при тем пературе— 60-f-20 °С |
и |
3 |
а при |
|||||||||||||||||
тем п ературе |
+ 7 0 °С; |
ам плитуда |
обратного |
напряж ения |
равн а |
50 в |
||||||||||||||||||||
при |
—'60-г- + 7 0 °С. |
П о |
мощ ности |
|
рассеяния |
справочные |
данны е |
|||||||||||||||||||
отсутствую т, |
но учиты вая |
прям ое |
падение |
|
напряж ения, |
|
примерно |
|||||||||||||||||||
р авн о е 0,55 в, |
допустимую |
мощ ность |
потерь |
|
мож но |
ориентировочно |
||||||||||||||||||||
считать |
равной |
Рв.пр.доп = 0,55 X 3 = 1,65 |
вт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д альнейш ий |
расчет |
ведется |
по |
статическим |
вольт-ам перны м |
х а |
|||||||||||||||||||||||
рактеристикам , приведенны м на |
рис. |
|
68. Х арактеристики |
были |
|
сняты |
|||||||||||||||||||||||
д л я |
партии |
диодов |
типа Д305. |
Д л я |
расчета |
эквивалентны х |
|
п а р а |
|||||||||||||||||||||
метров |
д и ода вы бираем |
крайню ю |
левую |
характеристику. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Н айдем |
расчетны е |
|
парам етры |
вентиля, |
|
используя |
метод |
|
секу |
||||||||||||||||||||
щ их, |
излож енны й |
в |
§ |
10. |
В зяв |
верхню ю |
точку |
сечения |
иа |
уровне |
|||||||||||||||||||
11 а, нижню ю — на |
уровне |
2,5 |
о |
и |
|
проведя |
секущ ую , |
|
получаем |
||||||||||||||||||||
тпр =0,01 ом |
и £ с м = 0 ,3 6 |
в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
О пределим |
сопротивление |
ф азы |
трансф орм атора |
по |
ф орм уле |
||||||||||||||||||||||||
(70) |
в |
расчете на |
один |
однофазны й |
трансф орм атор |
схемы |
рис. 3,г, |
||||||||||||||||||||||
пользуясь |
реком ендациям и |
§ |
10 и |
|
учиты вая |
полученный |
в преды |
||||||||||||||||||||||
дущ ем |
примере |
поправочный |
|
коэффициент, |
обусловленны й |
наличием |
|||||||||||||||||||||||
двух |
первичных обмоток. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
П о |
найденной из |
табл . |
5 типовой мощ ности P m a = 0,352 • 1,2 • 2 0 = |
||||||||||||||||||||||||||
= 8 ,4 5 |
в - а |
по |
табл . 2-5 |
вы бираем |
|
типоразм ер |
м агнитопровода |
||||||||||||||||||||||
O JÏ-16/26j lü |
(для |
частоты |
400 |
гц ). |
П ользуясь |
табл. 4 — 6 |
и |
гр аф и |
|||||||||||||||||||||
кам и |
на рис. 46—48, |
вы писываем |
все |
необходимы е д л я |
|
расчета |
гтр |
||||||||||||||||||||||
данны е: Ртнп.доп =10,1 |
в -a; |
а = 0 ,5 |
см; |
5 = |
1,0 |
см; |
Ь /а = 1 /0 ,5 = 2 ; |
g i — |
|||||||||||||||||||||
= 0 ,9 5 ; |
# 2 = 1 ,2 ; ô i= 7 ,7 |
а/м м 2; |
Д м акс='1,4 |
тл; |
Д {Л = 0,03; |
£/2=0,036; |
|||||||||||||||||||||||
А ст=0,88; |
|= 1 ,4 I ; |
m 'i = 4; m '2= 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
П одставляя |
эти |
данны е |
в |
(70), |
|
находим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
/ 1 |
|
|
|
\ |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + 0 ,0 3 6 \ |
, |
|
|
|
|||||
|
^ = 1 ' 2 ( ï ï 4 Î + 1 J (2 + 0 ,9 5 .1 ,4 1 .1 .1 ,1 1 |
|
^ 0 , 0 3 ' j X |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
X |
7 ,7 ( 1 + 0 ,0 3 6 ) ( 0 ,7 1 5 - 2 .Ы . 2 ) 2 |
|
= |
0,081 ом . |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 0 0 - 1 ,4 - 0 ,8 8 - 0 ,5 - 8 ,3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Учтем |
влияние |
сопротивлений |
других |
элем ентов. С опротивление |
|||||||||||||||||||||||||
соединительны х |
проводников |
|
примем |
равны м 2 — 4 мом. |
Т аким |
об |
|||||||||||||||||||||||
разом , |
получим г = 0 ,0 1 + 0 ,0 8 1 + 0 ,0 0 4 = 0 ,0 9 5 ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
В сопротивление общ ей нагрузки н аряду с сопротивлением по |
|||||||||||||||||||||||||||||
лезной |
нагрузки |
/?= 4 ,2 /2 0 = 0 ,0 6 |
ом |
|
вх о д ят |
|
сопротивления |
кон так |
|||||||||||||||||||||
тов |
в |
р азъем ах |
|
г р, |
|
соединительных |
кабелей |
г к |
и |
токоведущ их |
|||||||||||||||||||
проводников |
в |
устройствах |
|
потребителя |
|
г п. |
П рини м ая |
|
г 'р = |
||||||||||||||||||||
= 1 |
м ом |
и |
учиты вая |
разъем ы |
на |
|
вы ходе |
источника |
и |
входе |
по |
||||||||||||||||||
требителя, |
получаем г р = 4 - 1 = 4 |
м ом . Д л я |
каб ел я |
длиной |
0,5 м с се |
||||||||||||||||||||||||
чением |
40 |
м м 2 принимаем г1С= 2 |
мом. П ринимаем так ж е |
гп = 1 |
мом. |
||||||||||||||||||||||||
Т огда Я = 0 ,0 6 + 0 ,0 0 4 + 0 ,0 0 2 + 0 ,0 0 1 = 0 ,0 6 7 |
ом |
и |
N = 0,067/0,095=0,71. |
||||||||||||||||||||||||||
П ри |
этом |
напряж ение |
нагрузки, |
на |
которое |
следует |
вести |
расчет, бу |
|||||||||||||||||||||
д е т равно |
£/'о= 1,2+ 20 • 0 .007= 1.34 в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
И з |
граф ика |
пульсаций |
рис. |
41 |
по |
значению |
N = 0,71 |
определяем , |
|||||||||||||||||||||
что схем а работает в третьем ком мутационном |
реж им е |
( /г = 3 ) , и |
но |
||||||||||||||||||||||||||
кривой |
при |
в = 0 |
находим |
|
/гл.0 = 0,95% < /г п.зад= 2 %. |
И з |
граф ика |
||||||||||||||||||||||
рис. |
42 |
по кривой |
при |
в = 0 |
|
д л я |
N = 0,71 |
находим |
£/*0=0,916. |
П о |
|||||||||||||||||||
(72) |
^ м а к с — ('1,34+ 0,36)/0,916= 1,85 |
|
в. |
Т огда |
|
€ '= 0 ,3 6 /1 ,8 5 = 0 ,1 9 5 , |
|||||||||||||||||||||||
д л я которого |
из |
рис. |
41 |
при |
N = 0,71 |
|
находим |
£ 'п = 2 ,7 % > & п.эад. |
|
||||||||||||||||||||
В этом случае |
м ож но вернуться |
|
к |
кривой |
при 8 = 0 |
|
на |
граф ике |
|||||||||||||||||||||
пульсаций, |
по которой |
д л я |
Ли.3а д = 2 % |
находим |
N '= 0 ,9 6 . |
Т огд а |
из |
||||||||||||||||||||||
рис. 42 >£/*'0=0,63 и по |
|
|
(72) |
£ ' маКс = |
(1 ,3 4 + 0 ,3 6 )/0 ,6 8 = 2 ,5 |
в. |
|||||||||||||||||||||||
Значение е '= 0,36/2,5=0,144, |
д л я |
которого |
из |
граф и ка иа |
рис. |
|
41 |
по |
|||||||||||||||||||||
А п= 2% |
находим |
N "= 0 ,6 8 . |
Э тим значениям |
по |
ном ограм м е рис. |
41 |
|||||||||||||||||||||||
соответствует |
£/*"0=0,505. |
А м плитуда |
£ /7макс —{1,34/0,505=2,66 |
в, а |
|||||||||||||||||||||||||
« "= 0 ,3 6 /2 ,6 6 = 0 ,4 3 5 . И з |
|
граф ика |
пульсаций |
находим |
N '" = 0 ,7 . |
Тогда |
|||||||||||||||||||||||
U * " 'o = 0,52; |
£ " 'м а к с = 1,3 4 /0 ,5 2 = 2 ,5 8 |
|
в |
и |
окончательно |
принимаем |
|||||||||||||||||||||||
« = 0 ,3 6 /2 ,5 8 = 0 ,1 4 ; |
N = 0 ,6 9 ; |
|
£/*0= 0 ,5 1 5 ; |
£ макс = |
1,3 4 /0 ,5 1 5 = 2 ,6 |
в; |
r = /? //V = 0 ,067/0,69 = 0,09? ом, гтр = 0,097 —0 ,0 1 4 = 0 ,0 8 3 ом. Таким образом , мы получили достаточно близкое совпадение с предвари
тельно прим яты м значением |
Гтр=0,081 |
ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
И з |
ном ограм м |
текущ их |
характеристик на рис. 43—45 находим |
|||||||||||||||||||||
коэф ф ициенты |
F = 0 ,4 5 8 ; |
£>=0,176; |
£)ф=0,83, |
с |
использованием |
кото |
|||||||||||||||||||
ры х |
по |
ф орм улам |
|
перехода, |
приведенным на |
графиках, и |
вы раж е |
||||||||||||||||||
нию |
(42) определяем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3% |
= 0 .1 7 6 -2 0 = |
3 ,5 2 |
а; |
^п.маке — 0,458*20 = 9 , 1 6 |
а; |
|
||||||||||||||||||
|
У Д.Ф = |
2 ,6 |
1^0,5 — 0,856 [0,83/2ге — 0 ,8 5 5 -(0,132)2] = |
1,65 |
в. |
|
|||||||||||||||||||
|
В последнее |
вы раж ение |
подставлены |
значения |
<5Г*1.{Г) = |
3 ,5 2 Х |
|||||||||||||||||||
X 0,097/2,6= 0,132; |
|
« т р = 0,083/0,097= 0,856; |
найденные |
по |
(73), |
(43;. |
|||||||||||||||||||
П о |
(48) |
5 = 1,65/1,34=1,23. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
'П роверим |
приемлем ость |
взяты х |
при |
предварительном |
расчете |
|||||||||||||||||||
гтр |
ориентировочны х |
значений |
расчетных коэффициентов. |
По |
(51) |
||||||||||||||||||||
В п п = 1,23/0,715=1,73; |
что |
|
близко |
к |
принятому |
(2); |
|
Юви = |
|||||||||||||||||
= 0,176/0,289=0,61; |
тогда |
Д в н Д в п = 1,76*0,61 = 1,05, |
что |
почти |
совпа |
||||||||||||||||||||
д а ет со |
значением , |
|
принятым |
ранее |
(1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
П о |
таб л . |
5 |
расчетная |
мощ ность |
трансф орматора |
Р ти п = 0,352 X |
||||||||||||||||||
X 1,73• 0,61 • 1,34*20=9,95 |
в * а < 1 0 ,1 |
в * а , |
что |
вполне |
приемлемо |
д ля |
|||||||||||||||||||
вы бранного |
типоразм ера |
м агнитопровода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
П о |
(46), (47) |
при |р.=Цж = 12—3 = 9 |
получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Ь^ = |
3; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+- 1 = |
1.614 |
|
|
|
|||
или |
п а оор =îl,G14 • 2 ,6 = 4 ,2 |
в, |
что обеспечивает |
достаточный |
зап ас |
||||||||||||||||||||
п о обратном у |
напряж ению |
д л я |
выбранного |
типа |
диода. |
|
П о |
(50) |
|||||||||||||||||
0 = 4 ,2 /1 ,2 = 3 ,5 , |
что |
|
близко |
к |
5, принятому |
при |
предварительном |
вы |
|||||||||||||||||
боре вентиля. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
П о |
(56) |
м ощ ность |
потерь |
в |
вентиле |
по |
прямому |
току |
/ >п.п р = |
||||||||||||||||
= (3 ,5 2 )2 • 0,01 + 2 0 • 0,36/12 = 0,724 |
в г < Р л.пр.доП= |
1,6 |
вт. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
К оэф ф ициент потерь по |
(60) |
равен: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
w |
(гг7ф 4* Л ^см ) + |
(ГР + |
гк + |
га) |
|
_ |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
v = |
|
|
|
|
|
|
|
|
~ро |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
12 [0 .0 9 7 - |
|
(3 ,5 2 )4 - 0 ,3 6 - 1.67J + |
0 ,0 0 7 -(20)г |
|
, |
Л |г |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г Л 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
“ |
1 *015- |
|
|
||||
В этом случае ож идаем ы й |
к. п. д. вы прямителя |
без |
учета |
потерь |
|||||||||||||||||||||
в стал и сердечника |
|
трансф орм атора |
составит |
г] = 1/(4 + |
1,015) = 0,496, |
||||||||||||||||||||
т. е. к. п. д . составляет около |
50% , что при таком низком |
н ап р яж е |
|||||||||||||||||||||||
нии, |
к а к |
1,2 |
в, |
и |
сравнительно |
больш ом |
токе |
в |
20 |
а |
м ож но |
считать |
приемлем ы м .
Т аким образом , вы бранны е вентили пригодны для работы в про ектируем ом низковольтном вы прямителе, а полученные данны е поз
воляю т |
приступить |
к конструктивному расчету трансф орм атора. |
Оценим теперь |
влияние разброса характеристик вентиля на п а |
|
рам етры |
нагрузки . Д опустим, что в вы прямитель будут установлены |
|
вен ти ли |
того ж е типа Д305, но имеющие крайню ю правую характе- |
ристнку (см. рис. 68). В этом случае в результате расчета, |
вы пол |
|||||||||||||||||||||||||||||
ненного |
по |
аналогии |
|
с |
расчетом , |
приведенным |
выш е, |
получаем : |
||||||||||||||||||||||
|
Таким образом , при значениях сопротивления |
тран сф орм атора, |
||||||||||||||||||||||||||||
намного |
превы ш аю щ их |
|
сопротивление |
вентиля, |
незначительны й |
р а з |
||||||||||||||||||||||||
брос |
характеристик, |
присущ ий диодам |
германиевого типа, |
м ало |
ск а |
|||||||||||||||||||||||||
зы вается |
на |
|
вы ходны х |
п арам етрах |
вы прям ителя. |
О днако |
следует |
|||||||||||||||||||||||
иметь |
в |
виду, |
что д л я |
приведенного |
выш е |
расчета |
были |
и сп ользова |
||||||||||||||||||||||
ны вольт-ам перны е |
характеристики, |
сняты е |
при |
норм альной |
тем пе |
|||||||||||||||||||||||||
ратуре |
окруж аю щ ей |
|
среды . |
|
П од |
воздействием |
повыш енной |
и |
|
осо |
||||||||||||||||||||
бенно пониж енной тем пературы |
окруж аю щ ей среды |
характеристики |
||||||||||||||||||||||||||||
герм аниевы х |
|
диодов |
|
претерпеваю т |
значительно |
больш ие |
изм енения, |
|||||||||||||||||||||||
чем |
кремниевы х, |
что |
м ож ет |
|
привести |
к |
зам етны м |
отклонениям |
вы |
|||||||||||||||||||||
ходны х п арам етров вы прямителя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
Р ассм отрим , |
как |
изм енятся |
вы ходны е |
|
парам етры |
вы прям ителя |
|||||||||||||||||||||||
при |
зам ен е |
вентилей |
|
на |
кремниевые |
(типа |
Д 2 3 2 ), |
если |
учиты вается |
|||||||||||||||||||||
р азб р о с |
их |
вольт-ам перны х |
характеристик. Д л я |
крайних |
х ар ак тер и |
|||||||||||||||||||||||||
сти к |
(«левой» |
и «правой») |
в |
результате |
расчета |
получим: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
а) |
д л я |
вентиля |
с |
|
«левой» характеристикой: |
£ см = 0,81 |
в; |
г„р = |
||||||||||||||||||||||
■=0,018 ОМ1 |
Д м акс= 3,32 |
в\ |
г = 0 ,1 3 |
ом\ |
^ д .ф = 2,08 |
в\ |
|
|
= 3 ,5 |
о,\ |
||||||||||||||||||||
*'вм акс= 9,06 |
о; Р в.п р = 1 ,6 |
е т < Р в.пр.доп = |
10 |
вт; |
Tj= 0,386 . |
Таким |
о б |
|||||||||||||||||||||||
разом , |
ам плитуда |
э. д. с. и |
действую щ ее |
значение ф азного |
н ап р я |
|||||||||||||||||||||||||
ж ен и я |
возросли, |
а к. п. д. уменьш ился по |
сравнению |
со |
схемой |
на |
||||||||||||||||||||||||
герм аниевы х диодах; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
б) |
д л я |
вентиля |
с |
«правой» |
характеристикой: £ См = 0,97 |
в; |
гпр = |
|||||||||||||||||||||||
= 16,8 |
а < /о н о м = 2 0 |
а ; |
t/0 = |
|
16,8 * 0 ,0 6 = 1,01 |
|
в < £ /о п о м = 1 ,2 |
|
в. |
Т аким |
||||||||||||||||||||
образом , несмотря на то, что |
сопротивление |
тран сф орм атора |
по- |
|||||||||||||||||||||||||||
преж нему |
превосходит |
сопротивление |
вентиля, |
разброс |
х ар ак тер и |
|||||||||||||||||||||||||
стик кремниевого диода приводит к |
сущ ественным |
отклонениям |
вы |
|||||||||||||||||||||||||||
ходны х |
парам етров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Аналогичным |
образом |
|
рассчиты вается |
|
вы прям итель |
|
в |
лю бом |
||||||||||||||||||||||
другом коммутационном реж им е |
или при |
ином |
числе |
ф аз. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
В |
заклю чение данного |
|
примера |
оценим |
погреш ности, |
п олучае |
||||||||||||||||||||||||
мые при расчетах низковольтны х вы прямителей |
упрощ енны м и |
спо |
||||||||||||||||||||||||||||
собам и, не |
учитываю щ ими |
указанны е выш е |
|
особенности |
их |
|
работы . |
|||||||||||||||||||||||
П огреш ности |
|
определим |
по |
отнош ению |
к |
р езультатам |
расчета, |
про |
||||||||||||||||||||||
водим ого |
по |
излож енной |
выш е |
методике, |
|
построенной |
при |
учете |
||||||||||||||||||||||
всех |
сущ ественных ф акторов, и поэтом у |
более точной. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
П огреш ности |
указанны х |
|
ниж е |
|
приближ енны х |
м етодов |
|
найдем |
||||||||||||||||||||||
применительно |
к |
12-фазиой |
|
схеме, |
|
работаю щ ей |
в |
третьем |
|
реж им е |
||||||||||||||||||||
( k = 3 , я ~ 1 ) , |
по следую щ ей |
ф ормуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(130) |
|
гд е |
U*'o — приведенное |
|
напряж ение |
нагрузки, которое |
д о л ж н о |
бы |
||||||||||||||||||||||||
бы ть |
согласно |
расчету |
по |
приближ енному |
м етоду, |
Ù*o — то |
ж е |
н а |
||||||||||||||||||||||
пряж ение, которое будет |
в |
реальной |
схеме, |
|
и получаем ое |
по |
точно |
|||||||||||||||||||||||
м у м етоду с использованием |
номограмм |
на рис. 41. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
М етод |
1. |
Х арактеристика |
вентиля |
и |
внутренние |
сопротивления |
||||||||||||||||||||||||
не учиты ваю тся, |
т. е. |
|
расчет |
ведется |
к ак |
|
д л я |
идеальной |
схемы с |
|||||||||||||||||||||
чисто активной нагрузкой: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|