Расчёт электрических фильтров Типовые задачи с решениями Магнитные полупроводники LC-генератор с обратной связью Расчеты трансформаторов Триггер Шмидта

ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

Выпрямитель с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора.

Схема выпрямителя показана на рис. 6.2,а. Каждый вентиль питается от своего участка симметричной вторичной обмотки трансформатора. Поскольку напряжения на крайних выводах вторичной обмотки одинаковы и противофазны, этот выпрямитель иногда называют двухфазным. Напряжение на нагрузке этого выпрямителя — однополярное, кусочно-синусоидальное пульсирующее рис. 6,2,б. Таким же является и ток в нагрузке.

Среднее напряжение на нагрузке определяется формулой

Ucp = U0 = 2U2m/π.

Действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора (на ее одной половине)


Максимальное обратное напряжение каждого вентиля составит

Uобр.m = 2U2m = π Ucp = π U0.

Аналогично определяется среднее значение тока в нагрузке за период

 Действующее значение тока, протекающего через каждый вентиль, определяем как среднеквадратичное значение тока за период

I2 = IB = I2m/2.

Подставляя значение I2 для двухполупериодного выпрямителя, получаем:

I2 = IB = I2m /2 = π Icp/4 = π I0 /4.

На этот ток и следует рассчитывать диаметр провода вторичной обмотки. В нагрузке ток вдвое больше, поскольку токи двух вентилей суммируются.

Расчетную мощность вторичной обмотки трансформатора удается определить несколькими способами. Можно взять суммарное напряжение вторичной обмотки 2U2 и помножить на ток фазы I2. Поскольку  то

Можно также напряжение фазы U2 помножить на суммарный ток 2I2 или взять произведение напряжения фазы на ток фазы и результат удвоить. Во всех случаях мы получим один и тот же результат.

Далее определяют расчетную мощность первичной обмотки трансформатора Т, считая его КПД = 1:

P1 = U1I1 = U2I2.

При  и  получаем:

Поделим Р2 на Р1:

Р2/Р1 = 1,74/1,23 = 1,41.

Таким образом, вторичная обмотка должна быть рассчитана на мощность, в 1,4 раза большую, чем первичная.

Габаритная мощность трансформатора (без учета КПД) равна полусумме мощностей первичной и вторичной обмоток:

Рг = (Р1 + Р2)/2 = Р0 (1,23 + 1,74)/2 = 1,49 Р0.

Коэффициент пульсаций для двухполупериодного выпрямителя так же, как и для многофазных выпрямителей, находят по формуле КР = 2/(m2 - 1), где m — число импульсов тока в нагрузке за период. Для двухфазного выпрямителя m = 2 и КP = 2/3 или ≈ 7%.

5.2.2. Однофазный мостовой выпрямитель

Его схема показана на рис. 5.3,а. Форма напряжения и тока в нагрузке совпадает с аналогичными формами для двухполупериодного выпрямителя с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора (см. рис. 6.2,б). Хотя в этом выпрямителе только одна вторичная обмотка трансформатора (поэтому он и называется однофазным), в нагрузке выделяются обе полуволны тока, следовательно, выпрямитель двухполупериодный.

Среднее и действующее напряжения на нагрузке определяют по тем же формулам, что и для двухполупериодного выпрямителя:

Обратное напряжение на вентилях определяют следующим образом:

Среднее значение тока соответствует выведенному для двухполупериодного выпрямителя:

Действующее значение тока через вентиль определяется формулой

IB = I2m /2 = π Icp /4 = π I0/4.

Действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора

.

Расчетная мощность вторичной обмотки трансформатора составит

=1,23Р0

Мощности первичной и вторичной обмоток для мостового выпрямителя равны. Коэффициент пульсаций такой же, как для предыдущей схемы.

Теперь определим условный КПД для каждого из трех рассмотренных выпрямителей, как отношение полезной мощности в нагрузке к расчетной мощности вторичной обмотки трансформатора.

Однополупериодный выпрямитель:

.

Выпрямитель с выводом средней точки трансформатора:

Однофазный мостовой выпрямитель:

Теперь видно, что наилучшие параметры у мостового выпрямителя, поэтому его широко применяют в устройствах малой и средней (до 1 кВт) мощности. Его достоинства: лучше используются обмотки трансформатора, обратное напряжение вентилей вдвое меньше, максимален условный КПД. К недостаткам мостового выпрямителя относится большое число вентилей.

ОДНОВИБРАТОРЫ НА ОУ

 В качестве изучаемых схем одновибраторов положены схемы, приведённые на рисунках 17 и 18.

Рисунок 17.

Рисунок 18.

В качестве генератора входных импульсов служащих для запуска, рассматриваемых одновибраторов, используется выходной сигнал генератора импульсов прямоугольной формы. Обратите внимание, что период управляющего сигнала должен быть больше длительности выходного сигнала каждого одновибратора. Поэтому перед наблюдением работы одновибраторов оцените, какова должна являться длительность выходного сигнала каждого из одновибраторов. После этого, используя настройки генератора установите такую частоту его выходного сигнала, чтобы указанное условие соблюдалось.

Снимите временные диаграммы входного, выходного сигнала одновибратора, а также временные диаграммы в тех точках схем, которые выведены для наблюдения в виде гнезд. Для синхронизации временных диаграмм друг относительно друга по времени используйте внешнюю синхронизацию осциллографа.

Расчет управляемых тиристорных выпрямителей производится по методике расчета выпрямителей на диодах

Выпрямитель преобразует переменное напряжение, полученное от сетевого трансформатора, в постоянное. Точнее сказать, выпрямитель выдает не постоянное, а пульсирующее напряжение, которое потом сглаживают фильтром. Для преобразования служат нелинейные элементы, называемые вентилями, которые бывают электронными (электровакуумные диоды, кенотроны), ионными (газонаполненные лампы: тиратроны, газотроны), полупроводниковыми (полупроводниковые диоды и диодные сборки). Последние практически полностью вытеснили другие вентили.

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования одной системы переменного тока в другую систему, в частности имеющую другое напряжение и ток, но ту же частоту.

Расчет однофазного трансформатора с учетом частоты напряжения сети


На главную