Расчет однофазных идеальных выпрямителей на активную нагрузку

Отчет по практической работе № 1

по дисциплине «Силовые преобразовательные устройства»

Выполнила: студентка гр. БЭЭ-31

Москова С. С.

Проверил: доцент ВУЗа

Бексултанов А. Д.

Экибастуз 2015

Практическая работа № 1

Расчет однофазных идеальных выпрямителей на активную нагрузку

Вариант-2

Задание: Рассчитать однофазный мостовой выпрямитель, работающий на активную нагрузку по следующим исходным данным и нарисовать временные диаграммы основных токов и напряжений.

Дано:

Схема – однофазная мостовая.

Элементы схемы – идеальны.

U2=12 В,

Rd=1.0 Ом.

, , , , , , , , , , , , , - ?

Временные диаграммы основных токов и напряжений - ?

Рис.1.

Выбираю табличный способ решения.

В таблице нахожу схему однофазную мостовую (схема Герца), работающую на активную нагрузку, для идеального (без потерь) выпрямителя и далее нахожу необходимые величины.

1. Нахожу выпрямленное напряжение из соотношения по формуле:

Þ В.

2.Нахожу выпрямленный ток (среднее значение) по формуле:

А.

3.Нахожу мощность выпрямленного тока по формуле:

Вт.

4.Нахожу коэффициент трансформации по формуле:

.

5. Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора нахожу из табличного соотношения по формуле:

Þ А.

6. Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора нахожу из таблицы по формуле:

Þ А.

7. Нахожу габаритные мощности первичной и вторичной обмоток трансформатора для мостовой схемы по формуле:

Þ

ВА.

Рассчитанных данных достаточно, чтобы выбрать подходящий трансформатор по каталогу или составить техническое задание на его проектирование.

8. Для выбора диодов выпрямителя рассчитываю максимальное обратное напряжение, которое прикладывается к выключенному диоду:

Þ В.

Допустимое обратное напряжение, которое должен выдержать диод, выбирается с некоторым запасом:

,

где - некоторый коэффициент запаса по напряжению, причем меньшее значение берется для более надежного преобразователя.

9.Нахожу среднее значение тока диода:

Þ А.

10. Нахожу действующее значение тока вентиля (диода):

Þ А.

11. Нахожу максимальное значение тока вентиля:

Þ А.

12. Потери мощности в одном диоде:

,

где , - параметры аппроксимированной ВАХ, соответственно остаточное падение напряжения (при нулевом токе) и динамическое сопротивление диода в рабочей точке. В данном случае диоды идеальны - =0; =0.

13. Далее из той же таблицы беру другие параметры выпрямителя, которые понадобятся нам, например, при выборе фильтра.

Число пульсаций напряжения на периоде сети : .

Частота первой гармоники : Гц.

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения по первой гармонике:

.

Временные диаграммы основных токов и напряжений, к которым относятся , , , , , , , представлены на рис. 3.9.

14. Нам известно, что действующее значение напряжения на вторичной обмотке 12 В. При этом я дополнила задачу и конкретизировала, что первичное напряжение – напряжение промышленной сети 220В, 50 Гц. Форма напряжения сети синусоидальная. С него и начинаю наши построения, задавшись масштабом по оси ординат и абсцисс. Для удобства построения полупериод синусоиды делю на 6 равных частей (30 электрических градусов).

15. На первом полупериоде, когда напряжение положительно, проводят ток вентилей В1 и В4. Так как нагрузка активная, то форма тока будет повторять форму напряжения (синусоида) с амплитудой А. Аналогично для вентилей В2 и В3 на втором полупериоде.

16. Мгновенное значение выпрямленного тока нагрузки будет равно сумме токов вентилей и . Среднее значение выпрямленного тока равно 18 А (прямая линия).

17. Ток вторичной обмотки трансформатора численно будет равен току вентилей, но на первом полупериоде он будет положительный, а на втором – отрицательный.

18. Мгновенное значение выпрямленного напряжения численно равно напряжению вторичной обмотки, но оно будет однополярное. Среднее значение выпрямленного напряжения будет постоянным и численно равно 180 В.

19. Напряжение, которое прикладывается к вентилям В1, В4, на первом полупериоде равно нулю (вентили В1, В4 включены), на втором полупериоде равно напряжению вторичной обмотки и приложено к вентилям В1, В4 в обратном (выключающем) направлении, так как на втором полупериоде включены вентили В2 и В3. Напряжение на В2 и В3 будет иметь такую же форму, но будет сдвинуто на один полупериод.