2.2 Расчет выпрямителя.

Входные параметры стабилизатора одновременно являются выходными параметрами выпрямителя.

Данные для расчета:

• минимальное выпрямленное напряжение U _{о min} =25.6 В;

• максимальный ток нагрузки выпрямителя I _{о max} = 0.62 А;

• минимальный ток нагрузки выпрямителя I _{о min} = 0,02 А;

• амплитуда пульсаций выпрямленного напряжения U_0пул =0.6

• напряжение питающей сети U_с = 120 В (а_с = 0,1, b_с = 0,15);

• частота сети f_c = 400 Гц.

На основе данных для расчета, приведенных выше и тех преимуществ и недостатков схем выпрямителей, приходим к выводу, что оптимальной схемой, удовлетворяющей техническому заданию является однофазная мостовая схема выпрямителя.

В настоящее время практически во всех схемах выпрямления применяются кремниевые вентили, падение напряжение на которых на постоянном токе не превышает 1 В. При расчетах схем падение напряжения на вентилях необходимо учитывать в выпрямителях с выходным напряжением меньше 27 В. Падение напряжение на вентиле U_пр0 увеличивает расчетное значение выпрямленного напряжения на величину n_вU_пр0 где n_в - количество последовательных включенных вентилей.

Соображениями при выборе диода являются следующие:

В качестве вентилей выбираем 4 кремниевых диода типа Д229В с параметрами:

• максимальное обратное напряжениеU_(обр)max=100 В;

• средне выпрямленный ток I_{вп.ср.max}=0.4 А;

• падение напряжение на вентиле U_пр0=0.4 В;

• дифференциальное сопротивление r_диф≈0.

• 

Рассчитаем значение минимального выпрямленного напряжения: Расчетное значение выпрямленного напряжения U’₀ определяется по формуле:

где U₀ -среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке,

n_в- количество последовательно включенных вентилей

U’₀=27.2 В.

Активное сопротивление обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке, определяется по формуле:

=

где В_т - магнитная индукция в магнитопроводе для трансформаторов до 1000 В-А, принимается 1,2-1,6 Тл для сети 50 Гц и 1,0-1,3 Тл для сети 400 Гц; S - число стержней магнитопровода трансформатора, несущих обмотки (S=1 для магнитопроводов типа ШЛ и ОЛ, S=2 для магнитопроводов типа ПЛ с обмотками на обоих стержнях, S=3 для трехфазных трансформаторов); - частота питающей сети; - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, определяется по таблице1.

Таблица 1

Схема выпрямления
Однофазная однополупериодная	2,310^3	-
Однофазная двухполупериодная	4,710^3	6,510^3
Однофазная мостовая	3,510^3	5,110^3
Схема удвоения напряжения	0,910^3	-
Трехфазная однополупериодная	6,910^3	6,210^3

В соответствии с приведенными выше рекомендациями, выбираем следующие параметры для расчета активного сопротивление обмоток трансформатора:

Коэффициент k_rc=3,510³ (в соответствии с табл.1);

магнитная индукция в магнитопроводе B_m равна 1,2 Тл;

число стержней магнитопровода трансформатора = 1.

r_тр=0.7 Ом.

Рассчитаем параметр А по следующей формуле:

где р- число импульсов выпрямленного напряжения (р=1 - для схем однополупериодной и удвоения напряжения, р = 2 - для однофазной мостовой и двухполупериодной, р = 3 - для трехфазной, р = 6 - для трехфазной мостовой и шести фазной); сопротивление фазы выпрямителя:

r=r_тр+n_вr_диф

Для этого сначала вычислим сопротивление фазы:

r=0.7 Ом.

Тогда, параметр А будет равен:

A=0,03

Параметры и С определяются с помощью номограммам.

Итак, по приведенным номограммам параметры и равны:

=0.8; =2,8;=11;=100.

По найденным значениям параметров и можно определить все параметры трансформатора.

1. Действующее напряжение вторичной обмотки:

найдем минимальное и максимальное напряжение питающей сети:

известно, что относительные изменения напряжения питающей сети равны:

и

и

Тогда, получим:

U_max=1201,1=132 В и U_min= 1200,85=102 В.

Найдем минимальное действующее напряжение вторичной обмотки при минимальном напряжении питающей сети U_cmin:

номинальное действующее напряжение вторичной обмотки при номинальном напряжении питающей сети U_c:

максимальное действующее напряжение вторичной обмотки при максимальном напряжении питающей сети U_cmax:

2. Определим коэффициент трансформации по следующей формуле:

3. Вычислим ток вторичной обмотки:

I₂=0.707DI₀=1.14 А

4. Определим ток первичной обмотки:

5. Определим типовую мощность трансформатора P_тип по формуле:

P_тип=U_2номI₂=27.36 Вт

По типовой мощности и параметрам вторичной обмотки выбирают или рассчитывают трансформатор.