Системы электропитания

Исходные данные

U0 = 10,0 B       I0 = 8,0 A     f  = 100 Гц     K = 17       rД = 0,04 Ом

Е2  = 7,4 В       I2 = 3,3 A     N = 8              Uпор = 0,85 B

Задача №1.

1. Определим тип схемы, для этого рассчитаем следующие соотношения:

[pic 1]

[pic 2]

Для данных соотношений в неуправляемом выпрямителе без потерь соответствует шестифазная однотактная схема выпрямителя с соединением обмоток звезда-звезда (по табл. 1, стр. 44/1/).

m1 = 3    m2 = 6    p = 1

1. Принципиальная схема выпрямителя:

[pic 3]

Эквивалентная схема выпрямителя без потерь:

[pic 4]

1. Частота пульсаций для данной схемы определяется по формуле:

[pic 5]Гц

Коэффициент пульсаций по первой гармонике можно вычислить по формуле:

[pic 6]

Сопротивление нагрузки:

[pic 7]Ом

Амплитудное значение напряжения вторичной обмотки:

[pic 8]В;

Среднее значение прямого тока силового диода для данной схемы определяется по формуле:

[pic 9]А;

Эффективное (действующее) значение прямого тока активного диода можно определить  через  формы  тока  (для данной схемы коэффициент формы равен kф = 2,44 – по табл. 1 стр. 44/1/):

[pic 10]A;

1. Внешняя характеристика выпрямителя. Это зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения тока нагрузки, при постоянстве напряжения питающей сети:

[pic 11],

где zП – суммарное сопротивление потерь, в нашем случае zП = 0 Ом, поскольку в задании задано, что выпрямитель без потерь. Тогда

[pic 12]

[pic 13]

1. Кривые напряжений и токов:

Фазные ЭДС:

[pic 14]

По оси х – в радианах, масштаб указан

Амплитудное значение тока вторичной обмотки трансформатора:

[pic 15]А

Кривая тока вентильной обмотки фазы а:

[pic 16]

Обратное напряжение на диоде для данной схемы выпрямления определяется по формуле:

[pic 17]В

Задача № 2.

Сопротивление потерь:

[pic 18]Ом;

Емкостное сопротивление:

[pic 19]Ом.

1. Эквивалентная схема с активными сопротивлениями в фазах выпрямления и емкостным фильтром:

[pic 20]

1. Определю угол отсечки Θ по параметру А(Θ):

Параметр А(Θ) определяется по формуле:

[pic 21], полученное значение А(Θ) соответствует углу отсечки  Θ = 25,0 град (по табл. 2 стр. 45/1/).

По этой же таблице определю значения функций угла отсечки:

В(Θ) = 0,78

D(Θ) = 2,94

F(Θ) = 10,8

H(Θ) = 1000

Определю действующее значение линейных напряжений фазных ЭДС Е2л:

[pic 22]В;

Действующее значение тока вентильной обмотки:

[pic 23]А;

Среднее значение прямого тока силового диода:

[pic 24]А;

Амплитудное значение тока через диод:

[pic 25]А;

Определю ёмкость конденсатора сглаживающего фильтра:

[pic 26], откуда

[pic 27]мкФ;

Рассчитаю коэффициент пульсаций:

[pic 28];

Амплитудное значение линейных ЭДС вторичной обмотки трансформатора:

[pic 29]В.

1. Построение внешней характеристики.

Зависимость среднего выпрямленного напряжения от среднего тока нагрузки для выпрямителя с емкостным фильтром нелинейна. Зависимость среднего выпрямленного напряжения от угла отсечки описывается выражением:

[pic 30].

Зависимость среднего значения выпрямленного тока от угла отсечки описывается выражением:

[pic 31]

Составлю таблицу для построения внешней характеристики:

[pic 32]

1. Кривые мгновенных значений фазных ЭДС и тока вентильной обмотки:

[pic 33]

[pic 34]

Задача № 3.

am = 1,1                an = 0,85