сеть, у нее малый коэффициент пульсации напряжения и достаточно полное использование трансформатора. Эта же схема может из-за своих хороших энергетических показателей применяться и при выпрямлении малых мощностей.

Для выбора схемы выпрямителя необходимо сравнить показатели разных схем при работе их на разные по характеру нагрузки.

Необходимые для сравнения данные по некоторым схемам выпрямления сведены в табл. 3.1.

3.4..0ПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМАТОРА, КОНДЕНСАТОРА И ДРОССЕЛЯ ФИЛЬТРА

При использовании кремниевых и германиевых вентилей в схеме выпрямителя необходимо учитывать сопротивление обмоток трансформатора. Индуктивное сопротивление рассеяния обмоток трансформатора может составлять значительную часть сопротивления фазы, поэтому его учет, особенно при повышенной частоте питающей сети, обязателен. Активное сопротивление Гтр и индуктивность рассеяния Ls трансформатора перед расчетом приближенно определяют по формулам:

К---1/ (3.1)

/с V /с lm

где kr, kb - коэффициенты, зависящие от схемы выпрямления и характера нагрузки (приведены в табл. 3.2); Rn - нагрузочное сопротивление; 5 - число стержней, на которых размещены обмотки (для броневого и одно-катушечного стержневого трансформатора 5=1, для двухкатушечного стержневого 5=2, для трехфазного 5=3); Вт - максимальное значение индукции в магнитопроводе (для холоднокатаных сталей при /с=50 Гц Вт= ,6 Тл для выпрямителей средней мощности - 0,7 Тл для большой; при /о =400 Гц Вт=1,ё и 0,85 Тл соответственно); /о - частота питающей сети; Uo а h - выпрямленные напряжение и ток. Коэффициенты kr и кь могут быть взяты из табл. 3.2.

Таблица 3.2. Значения коэффициентов К и кь при работе нагрузку с индуктивной н емкостной реакцией

Однополупе-рйодная Двухполупериодная Мостовая Удвоения Ларионова

3,5 0,9 4,5

1,25

6,5 5,1 2,5

4,5 6,4 1

На выход выпрямителя с емкостной реакцией подключается входной конденсатор фильтра Со. Емкость этого конденсатора зависит от параметров выпрямителя, определяется при его расчете. При выборе типа конденсатора необходимо учитывать кроме рабочего напряжения допустимое значение переменной составляющей выпрямленного напряжения. Переменная составляющая зависит от частоты пульсации (от использованной схемы выпрямителя). Если действительное значение переменной составляющей превышает допустимое, необходимо выбрать конденсатор с большим рабочим напряжением или увеличить емкость конденсатора. При выборе типа конденсатора необходимо учитывать, что емкость электрического конденсатора зависит от окружающей температуры. При понижении температуры емкость электролитического конденсатора значительно уменьшается. Емкость электролитического конденсатора понижается и при увеличении частоты питающей сети, так как увеличивается частота пульсации выпрямленного напряжения.

При применении Г-образного LC-фильтра необходимо проверить, обеспечивается ли индуктивная реакция нагрузки. Минимальная индуктивность дросселя должна быть не менее

(3.3)

где i?H - сопротивление нагрузки выпрямителя; . количество фаз выпрямления (число пульсаций выпрям ленного напряжения за период питающей сети).

6-858 85

3.5. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Выпрямитель рассчитывается так, чтобы напряжение Uo и коэффициент пульсации на выходе соответствовали заданным в ТЗ при токе потребителя /о.

При работе выпрямителя на нагрузку с емкостной реакцией коэффициент пульсации схемы зависит как от емкости конденсатора. Со, стоящего на входе фильтра, так и от соотношения между сопротивлениями фаз выпрямителя Гф и нагрузки Rn. Поэтому целесообразно сначала рассчитать выпрямитель, задавшись примерным падением напряжения на фильтре, а затем и фильтр. Если же на выходе выпрямителя стоит стабилизатор напряжения, то вначале следует рассчитать стабилизатор напряжения, затем фильтр и схему выпрямления.

При работе выпрямителя на индуктивную нагрузку его коэффициент пульсации не зависит от отношения Гф/Rn. Зная коэффициент пульсации схемы выпрямления и требуемый коэффициент пульсации на выходе фильтра, можно найти параметры фильтра (коэффициент сглаживания, падение напряжения на его сопротивлении), а затем рассчитать выпрямитель.

Напряжение на выходе схемы выпрямления находится сложением падения, напряжения на фильтре с заданным выпрямленным напряжением. Аналогичный метод применяется и при расчете транзисторных фильтров.

Методика расчета различных схем выпрямления дана ниже в примерах.

3.6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ И ФИЛЬТРОВ

Пример 1. Рассчитать выпрямитель, обеспечивающий следующие показатели: напряжение на нагрузке £/о=27 В; ток нагрузки /о=1 А; коэффициент пульсации выпрямленного напряжения п,вых=0,02; напряжение питающей Сети С/<:= 220 В; частоту сети /с = 400 Гц; температуру окружающей среды окр = 40°С.

1. Определяем сопротивление нагрузки

/?н = £/о о = 27/1 = 27 Ом.

2. Определяем выходную мощность выпрямителя

Рд = 27-1 =27 Вт.

3. Выбираем мостовую схему выпрямления, так как требования к пульсациям велики, а выходная мощность небольшая. В мостовой схеме проще всего достигается симметрия плеч выпрямителя. Ток нагрузки 1А, поэтому выбираем Г-образиый LC-фнльтр. Характер нагрузки схемы выпрямления - индуктивный. В мостовой схеме на выходе выпрямителя коэффициент пульсации й ,вх = 0,67, количество фаз выпрямления от=2.