- •1. Первичные источнки электропитания
- •Обобщенная структурная схема системы эл. Снабжения
- •Источники бесперебойного питания (ибп).
- •Структурные схемы выпрямительных устройств.
- •Показатели эпу
- •1.5 Показатели вторичных источников
- •Магнитные материалы
- •Основная формула трансформаторной эдс
- •Управление индуктивностью
- •Потери в магнитопроводе
- •Классификация трансформаторов и их конструкции
- •Режим хх и кз трансформатора
- •Нагруженный режим работы трансформатора
- •Мощность трансформатора
- •Кпд трансформатора
- •Трёхфазные трансформаторы
- •Принципы выпрямления переменного тока
- •Вентиль и его характеристики
- •Схемы выпрямления
- •Расчётные соотношения в неуправляемых выпрямителях
- •Схемы пассивных сглаживающих фильтров и их характеристики
- •Индуктивный характер нагрузки выпрямителя
- •Емкостный характер нагрузки, схемы удвоения и умножения напряжения
- •Стабилизаторы. Классификация и параметры
- •Параметрические стабилизаторы тока и напряжения
- •Феррорезонансный и ферромагнитный параметрические стабилизаторы
- •Компенсационный стабилизатор (ксн). Основное уравнение стабилизатора
- •Принцип действия импульсных стабилизаторов. Их классификация
- •Функциональные схемы повышающего, понижающего и инвертирующего стабилизаторов.
- •Преобразователи напряжения. Классификация…
- •Однотактный преобразователь с прямым включением выпрямительного диода
- •Двухтактный преобразователь с самовозбуждением
- •Мостовой и полумостовой инверторы. Принцип действия, особенности работы
- •Корректор коэффициента мощности.
- •1.6 Примеры задач с решениями
- •2.6 Примеры задач с решениями
- •Примеры задач по выпрямителям с решениями
- •Определите среднее значение напряжения (постоянную составляющую) u0.
- •Пример 3.9.5
- •Из линейности внешней характеристики выпрямителя следует:
- •3.10 Примеры задач по сглаживающим фильтрам с решениями
- •Пример 3.10.4
- •Определите уровни токов и напряжений (расчёт по постоянному току рис. 3.62б и в момент коммутации). Изобразите ожидаемые диаграммы переходных процессов при периодической коммутации ключа к.
- •Пример 3.10.5 Исходные данные: Схемы пассивного (а) и активного (б) сглаживающих фильтров приведены на рисунке 3.64.
- •Примеры задач по стабилизаторам с решениями Пример 4.6.1
- •Падение напряжения на балластном резисторе:
- •Пример 4.6.7 Исходные данные: Для схемы мостового стабилизатора напряжения параметры используемых стабилитронов приведены на рисунке 4.34.
- •Определите коэффициент стабилизации по напряжению.
- •Пример 4.6.12
- •5.5 Примеры задач по преобразователям с решениями
Из линейности внешней характеристики выпрямителя следует:
Используя коэффициент выпрямления по напряжению, получим
.
Пример 3.9.6
Исходные данные: В однофазной мостовой схеме выпрямления (рис.3.53) все диоды имеют одинаковые вольтамперные характеристики.
Рисунок 3.53– Схема однофазного двухтактного выпрямителя
Определите частоту первой гармоники пульсаций на нагрузке, если частота сети равна .
Решение: При подаче положительной полуволны сетевого напряжения диоды VD1 и VD5 находятся в открытом состоянии, положительная полуволна фазного напряжения проходит в нагрузку. После смены полярности сетевого напряжения ток протекает через диоды VD3, VD4 и VD2. Из–за разного числа работающих диодов в выпрямленном напряжении появляются пульсации с частотой сети (огибающая на рисунке 3.54).
Рисунок 3.54– Выпрямленное напряжение
Пример 3.9.7
Исходные данные: на рисунке 3.55 приведены схемы замещения неуправляемых выпрямителей, где VD – идеальный вентиль.
Рисунок 3.55– Схемы замещения выпрямителей
Расположите схемы в порядке возрастания выходного напряжения.
Решение. Рассчитаем уровни выходного напряжения для каждой схемы.
а) .
б) .
в) .
Таким образом, схемы следует расположить в порядке а , в , б.
Пример 3.9.8
Исходные данные: Однофазный мостовой неуправляемый выпрямитель с выходными параметрами: Uo=30 В, Io=10А работает на активную нагрузку.
Определите минимально допустимые параметры вентиля (Uобр, Iпр) и выберите типовой вентиль из таблицы 3.2.
Таблица 3.2 – Основные характеристики некоторых силовых диодов [14,28]
Тип диода |
Uобр макс, В |
Iпр ср макс, А |
1N5408 |
1000 |
30 |
40EPS12 |
1200 |
40 |
2Д213А |
200 |
10 |
2Д213Б |
200 |
10 |
2Д206А |
400 |
5 |
2Д206Б |
500 |
5 |
2Д203Б |
560 |
10 |
Решение. Максимальная величина обратного напряжения равна амплитудному значению напряжения сети: . Средний ток диода равен: . Выбираем полупроводниковый диод 2Д213Б из условия и .
Пример 3.9.9
Исходные данные: напряжение на входе трёхфазного мостового неуправляемого выпрямителя показано на рисунке 3.56.
Рисунок 3.56 – Входное напряжение
Определите мгновенное напряжение на выходе неуправляемого выпрямителя в момент времени t=t1.
Решение: В схеме трёхфазного мостового неуправляемого выпрямителя в любой момент времени работает один диод из анодной группы, другой диод из катодной . К нагрузке, при этом, прикладывается линейное напряжение, которое в момент времени t=t1 равно 150 В.
Пример 3.9.10
Исходные данные: На вход идеального однофазного, мостового, неуправляемого выпрямителя подаётся напряжение U2 (рисунок 3.57).
Рисунок 3.57 – Временная зависимость входного напряжения
Определите постоянную составляющуюнапряжения на выходе - U0.
Решение. При подаче на вход выпрямителя пилообразного двухполярного напряжения U2, происходит его преобразование в однополярное (рисунок 3.58).
Рисунок 3.58– Временная зависимость выходного напряжения Ud
Его среднее значение равно: .
Пример 3.9.11
Исходные данные: На вход неуправляемого выпрямителя подается синусоидальное напряжение U1 = 60 В .
Определите предельно возможное значение выпрямленного напряжения, если пульсность схемы выпрямления устремить в бесконечность () .
Решение:
Пример 3.9.12
Исходные данные: Внешняя характеристика выпрямителя имеет вид, представленный на рисунке 4.12.
Рисунок 3.59– Внешняя характеристика выпрямителя
Определите внутреннее сопротивление выпрямителя.
Решение: .
Пример 3.9.13
Исходные данные: имеется трёхфазный мостовой выпрямитель с выходным напряжением U0=48 В.
Определите как изменится выходное напряжение U0 если:
а) напряжение сети возрастёт в 1,2 раза;
б) частота сети возрастёт в 1,2 раза;
в) оборвётся одна из фаз на входе.
Решение: а) Выпрямленное напряжение прямо пропорционально входному напряжению: поэтому среднее значение выходного напряжения также увеличится в 1,2 раза (U0=57,6 В).
б) Выпрямленное напряжение прямо пропорционально пульсности, которая не зависит от частоты входного напряжения, поэтому U0=48 В не изменится.
в) При обрыве одной фазы (например, фазы b) из работы выйдут по одному элементу анодной и катодной групп, тогда получится однофазная мостовая схема выпрямления. Временные зависимости напряжения представлены на рисунке 3.60.
Рисунок 3.60– Временные зависимости входного и выходного напряжения выпрямителя
Таким образом, выходное напряжение U0 находим через действующее линейное напряжение на вторичной стороне трансформатора U2 :
и далее .
Пример 4.16
Исходные данные: имеется двухфазный, однотактный выпрямитель. Число витков первичной обмотки трансформатора W1 , а число витков вторичной обмотки W2, при этом W1=2W2. Напряжение сети гармоническое, ток нагрузки I0=10А.
Определите эффективное значение тока первичной обмотки трансформатора.
Решение. Величина тока во вторичной обмотке трансформатора определяется соотношением откуда находим