Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Контрольная работа - графо-аналитический расчёт однофазного выпрямителя - файл TV1.doc


Контрольная работа - графо-аналитический расчёт однофазного выпрямителя
скачать (44.2 kb.)

Доступные файлы (1):

TV1.doc152kb.14.10.2002 11:15скачать

Загрузка...

TV1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Произвести графо-аналитический расчёт однофазного выпрямителя с ак­тивной емкостной нагрузкой и трансформатора по следующим исходным данным:
Напряжение на нагрузке U0=9 В

Ток нагрузки I0=1,1 А

Напряжение сети U1=115 В

Частота тока сети fс=400 Гц

Коэффициент пульсации kп=0,04

Ёмкость фильтра Cф=600 мкФ

Тип выпрямителя Нулевой





Рисунок 1 – Схема выпрямителя
1 Расчёт выпрямителя поводится по методике [1].
1.1 Принимаем предварительно следующие значения параметров B, D и F:

B=1; D=2; F=6.
1.2 По таблице 5.2 [1] имеем:
Iов=0,5*Iо=0,5*1,1=0,55А; (1)
Iв=0,5* D*Iо=0,5*2*1,1=1,1А; (2)
Iв.макс=0,5* F* Iо=0,5*6*1,1=3,3А (3)
Uобр=2,82*В*U0=2,82*1*9=25,38В (4)
где: Iов – среднее значение тока вентиля, А;

Iв – действующее значение тока вентиля;

Iв.макс – амплитудное значение тока вентиля;

Uобр – обратное напряжение на вентиле.

1.3 По этим данным выбираю кремневые диоды Д214Б со следующими данными: средний прямой ток Iов=5А 3,3А, обратное напряжение Uобр=100В 25,38В, падение напряжения в прямом направлении ΔUпр=1В.
1.4 По таблице 5.1 [1] kr=4,7*103, kL=4,3*102. Принимаем магнитную индукцию В=1,2 Тл и s=1 (броневой тип сердечника трансформатора)
1.5 По формулам (5), (6) рассчитываю приближенные значения активного сопротивления обмоток (rтр) и индуктивности рассеивания трансформатора (Lр).
(5)
(6)


1.6 Прямое сопротивление вентиля rпр определяется по формуле (7):
(7)

1.7 Полное внутренне сопротивление r составляет:
r= rпр+rтр=1,81+0,21=2,02 Ом
1.8 Определяем угол φ по формуле (8):
(8)

1.9 По формуле (9) определяем параметр А:

(9)


1.10 По значениям А=0,39 и φ=20 и графикам рис. 5.3-5.5 [1] определяем значения B,D и H:
В=1,16;

D=2,01;

H=87.
1.11 По таблице 5.2 [1] определяем напряжение и ток которые необходимы на входе выпрямителя:
U2=BU0=1.16*9=10,4 В
I2=0,5DI0=0,5*2,02*1,1=1,11 А
1.12 Коэффициент пульсаций 4% обеспечивается ёмкостью фильтра равной:
(10)

1.13 Выбираем стандартное значение ёмкости конденсатора 1100 мкФ, что обеспечит коэффициент пульсаций:


2 Расчёт трансформатора поводится по методике [2].
2.1 По формуле (11) определяем мощность, снимаемую с вторичной обмотки:
Р2= І2*U2 (11)
где: Р2 - определяем мощность, снимаемую с вторичной обмотки, Вт.
Р2=10,4*1,11=11,54 Вт
2.2 По таблице 5.2 [2] выбираем для трансформатора сердечник ШЛ6х10, для этого сердечника Sc = 0,52 см2, Gc = 21г, lc = 5,1 см, lм = 5,1см.

2.3 По таблице 5.7 [2] находим индукцию в сердечнике: Вm=16000 Гс.
2.4 По таблице 5.8 [2] выбираем плотность тока в обмотках:

а) для первичной: 1=9,8 А/мм2;

б) для вторичной: 2=10,4 А/мм2
2.5 По таблице 5.9 [2] находим падение напряжения на обмотках трансформатора U1=U2 = 9%
2.6 По формулам (12)(13) определяем число витков для каждой обмотки
(12)
(13)
где: 1,2 – количество витков в соответствующих обмотках трансформаторов;

U1,U2 – напряжение на соответствующих обмотках трансформатора, В.

;
.
2.7 По формуле (14) вычисляем индукцию в сердечнике при работе трансформатора на холостом ходу
Воm=Bm*(1+U1/100%) (14)
где: Воm – индукция в сердечнике при работе трансформатора на холостом ходу, Гс.
Воm=16000*(1+9%/100%)=17440 Гс


2.8 По графику 5.8 [2] определяем удельные потери в стали при Bm=16000 Гс и Воm=17440 Гс

1) Рсуд.=32 Вт/кг при Вm;

2) Рсуд.=39 Вт/кг при Воm.
По формулам (15)(16) определяем потери в стали
Рс1= Рсуд.*Gc; (15)
Рс2= Рсуд.*Gc. (16)
где: Рс1 - потери в стали при Вm, Вт;

Рс2 - потери в стали при Воm, Вт;

Рсуд - удельные потери в стали, Вт/кг.
Рс1= 32*0,021=0,67 Вт;
Рс1= 39*0,021=0,82 Вт.
2.9 По формуле (17) вычисляем составляющую тока первичной обмотки, зависящую от токов вторичной обмотки (І’):
(17)


2.10 По таблице 5.10 [2] определяем значение коефициента к (к=1,35) и по формуле (18) вычисляем ориентировочное значение тока первичной обмотки (І1):
І1=І’* (18)
І1=0,1*1,35=0,135 А
2.11 По формуле (19) вычисляем потери в меди всех обмоток:

Рм=(U1/100%)*U11+(U2/100%)*U22 (19)
где: Pм – потери во всех обмотках трансформатора, Вт.
Рм=(9/100)*115*0,135+(9/100)*10,4*1,11=2,44 Вт
2.12 По формуле (20) вычисляем составляющую тока первичной обмотки, зависящую от потерь в трансформаторе:

(20)
где: І- составляющую тока первичной обмотки трансформатора, А;

Рс1- потери в стали, Вт.


2.13 По формуле (21) вычисляем полную активную составляющую тока первичной обмотки (І):
І= І+ І (21)
І= 0,1+0,027= 0,127 А
2.14 По графику 5.2 [2] определяем напряжённость магнитного поля, необходимую для создания в сердечнике индукции 16000 и 17440 Гс

а) qw=12 АВ/см, при Вт=16000 гс;

б) qwхх=15,3 АВ/див, при Вт=17440 гс.
2.15 По формулам (22)(23) вычисляем реактивную составляющую тока первичной обмотки при работе под нагрузкой и на холостом ходу
; (22)
. (23)
де: Ір - реактивную составляющую тока первичной обмотки при работе соответственно на нагрузку и на холостом ходу, А;

qw - напряжённость магнитного поля, необходимую для создания в сердечнике индукции 16000, АВ/див;

qwхх - напряжённость магнитного поля, необходимую для создания в сердечнике индукции 17440 Гс, АВ/див.
;
.
2.16 По формуле (24) вычисляем полный ток первичной обмотки (І1):
(24)



2.17 Т.к. полученное в п. 2.16 значение отличается от того. Которое было ориентировочно определено в п. 2.10, задаёмся значением І1=0,151 А и повторяем вычисления по пп. 2.11, 2.12, 2.13, 2.16. В результате расчётов получаем:
Рм=2,62 Вт;

І=0,029 А;

І=0,129 А;

І1=0,155 А.
Полученное значение І1=0,155 А близко к тому, которое задавалось.
2.18 По формуле (25) вычисляем активную составляющую тока холостого хода (Іоа):
Іоа= Рс1/U1 (25)
Іоа = 0,82 / 115 = 0,007 А
2.19 По формуле (26) вычисляем ток холостого хода (І0):
(26)

2.20 По формулам (27)(28) вычисляем диаметры провода каждой обмотки:
; (27)
. (28)
где: d1, d2 - диаметры провода соответствующей обмотки, мм.





2.21Выбираем провод марки ПЭВ-1. Выбираем ближайшие стандартные диаметры и определяем dиз:
d1= 0,15 мм d1из= 0,18 мм

d2 = 0,38 мм d2из= 0,42мм
2.22 Выбираем длину каркаса на 0,5 мм меньше высоты окна hк=14,5 мм.

Выбираем ширину концевой изоляции hиз=1,5 мм. Находим ширину намотки для первой обмотки:
hн1=hk-2*hus=14,5-2*1,5=11,5 (29)
Для второй обмотки принимаем hн2=10,5 мм.
2.23 По формулам (30)(31) находим число витков в одном слое:
= hн1/(dу); (30)
= hн2/(dу). (31)
где: , – количиство витков в одном слое соответствующей обмотки;

d,d – диаметр соответствующего провода в изоляции, мм;

ку – коэффициент неплотности намотки, (по таблице 5.4 [2] ку1=1,08; ку2=1,05)
=( 11,5/0,18*1,08) = 59,2 =60 витков;
=( 10,5/0,42*1,05) = 23,8 = 24 витка.
2.24 По формулам (32)(33) находим число слоёв в каждой обмотке:
П=1/; (32)
П=2/2с. (33)
где: П – количество слоёв в соответствующей обмотке.
П=708/60=11,8 принимаем П= 12;
П=77/24=3,2 принимаем П= 4.
2.25 Выбираем толщину изоляционных материалов.

Толщина гильзы каркаса Δк=0,5 мм (4 слоя кабельной бумаги К-12);

Толщина междурядной изоляции: для первой обмотки Δр1=0,03 мм; для второй обмотки Δр2=0,01 мм.

Толщина межобмоточной и наружной изоляции: Δм=0,24 мм, Δн=0,24 мм (по два слоя кабельной бумаги).
2.26 По формулам (34)(35) определяем толщину каждой обмотки
а1d1из+(П-1)Δр; (34)
а2d2из+(П-1)Δр. (35)
где: а12 - толщина соответствующей обмотки, мм.
а1=12*0,18+(12-1)*0,02 = 2,38 мм;
а2=4*0,42+(4-1)*0,02 = 1,74 мм.
2.27 По формуле (36) вычисляем полную радиальную толщину катушки
а0=Δз +Δк+1,1(а12+Δм+Δз) (36)
где: а0 - полная радиальная толщина катушки, мм;

Δз – зазор между сердечником и катушкой, (принимаем Δз=0,25 мм)
а0=0,25 +0,5+1,1(2,38+1,74+0,24+0,24)=5,81 мм
Окно магнитопровода не заполнено на 4% (С=6), что является вполне приемлемым.
2.28 По формуле (37)(38) определяем длину провода в каждой обмотке.
L1=0,9*w1*lм; (37)
L2= w2*lм. (38)
где: L1,L2 - длинна провода в соответствующей обмотке, см.
L1=0,9*708*5,1=3250 см =32,5м;
L2= 77*5,1=393 см =3,93 м.
2.29 По формулам (39)(40) вычисляем сопротивление обмоток при температуре 20 0С

; (39)

(40)
где: r1,r2 - сопротивление соответствующей обмотки при температуре 200С, Ом;

ρ – удельное сопротивление, для меди ρ=0,0175 Ом*мм2/м.
;

2.30 Задаёмся температурой нагрева обмоток 100 0С. По формулам (41)(42) вычисляем сопротивление обмоток при этой температуре.

rt1=r1(1+0,004Δt); (41)
rt2=r2(1+0,004Δt). (42)
где: rt1,rt2 - сопротивление соответствующей обмотки при температуре 100 0С;

Δt =1000С-200С=800С.
rt1=32,2*(1+0,004*80) = 42,5 Ом ;
rt2=0,6*(1+0,004*80) = 0,79 Ом .
2.31 Вычисляем падение напряжения на обмотках трансформатора и рассеиваемую на них мощность:
ΔU1=I1rt1; (43)
ΔU2=I2rt2; (44)
ΔU1%= ΔU1 / U1 ; (45)
ΔU2%= ΔU2 / U2 ; (46)
Рм1=ΔU1I1; (47)
Рм2=ΔU2I2. (48)
где: ΔU1,ΔU2 - падение напряжения на соответствующих обмотках , В;

ΔU1%,ΔU2% - падение напряжения на соответствующих обмотках, %;

Рм1м2 - рассеиваемая на соответствующих обмотках мощность, Вт.
ΔU1= 0,155*42,5 = 6,59 В;
ΔU2=1,11*0,79 = 0,88 В;
ΔU1%= 6,59 /115= 0,057;
ΔU2%= 0,88 / 10,4 = 0,085;
Рм1=6,59*0,155 = 1,02 Вт;
Рм2=0,88*1,11 = 0,98 Ут.
2.32 По формулам (49)(50) определяем температуру нагрева и перегрева трансформатора.
Δt = (Рм1+ Рм2+ Рс1)/kt; (49)
tтр = tмах +Δt . (50)
де: Δt - температуру нагрева трансформатора, 0С;

kt - коэффициент, определяется по таблице 5.11 [2], kt=0,07;

tтр - температуру перегрева трансформатора, 0С;

tмах - максимальная температура окружающей среды.
Δt = ( 1,02+0,98+ 0,67)/0,07 =38 0С;
tтр = 500С +38 0С =88 0С.
Полученный результат меньше, чем максимальная температура нагрева обмоточного провода (максимальная температура для ПЭВ-1 составляет 125 0С).
2.33 Так как значения падения напряжения на обмотках, принятые в п. 2.5 отличаются от полученных в п. 2.31 уточним по формулам (12)(13) число витков:
;
.
3 В таблице 1 приведены результаты расчёта.


Параметр

Значение

Сердечник трансформатора

ШЛ6х10

Количество витков 1 обмотки, ω1

734

Количество витков 2 обмотки, ω2

77

Температура нагрева трансформатора

38 0

Диоды

Д214Б

Ёмкость фильтра

1100 мкФ

Коэффициент пульсации

3,9%

Литература


  1. Белопольский И.И. Источники питания радиоустройств. Учебник для техникумов. М., «Энергия» 1971.

  2. Методическое пособие «Расчёт силового трансформатора». Под редакцией Арсеньева В.В. ЗКР, 1991.

  3. Терещук Р.М. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. К., «Наукова думка» 1988.


Запорожский национальный технический университет

Министерство науки и образования Украины


шифр Р121010

Радиотехника
Контрольная работа

по предмету:

электротехнические устройства

Исполнитель

студент гр. РПз-210

Кобзарев Алексей Николаевич
Принял

Васильева Евгения Владимировна

г. Запорожье

ул. Г. Сталинграда

д. 34, кв. 53

т. 63-27-16


Запорожье

2001-2002 р.


Скачать файл (44.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru