Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения может быть определен из следующих соображений.
Так как сопротивление конденсатора для первой гармоники выпрямленного напряжения всегда много меньше сопротивления нагрузки XC << RН, то переменная составляющая тока замкнется в основном через конденсатор. Для высших гармоник сопротивление конденсатора будет еще меньше, и поэтому с достаточной для практических расчетов точностью амплитуду пульсаций по первой гармонике можно определить из следующего выражения:
UМАКС 01 = IМАКС 01. XC = IМАКС 01/(pw C) (20)
где IМАКС 01 — амплитуда первой гармоники тока, протекающего через конденсатор. За один период изменения тока питающей сети через конденсатор будет проходить p импульсов тока длительностью 2θ.
Разложив ток конденсатора в ряд Фурье и взяв первую гармонику разложения, с учетом (20) и (7) получим амплитуду пульсации в виде:
UМАКС 01 = UН . Hp / (r . C)
(21)
Hp =(sin pq . cos q - p cos pq .sinq) .106 / [p2 p(p2 — 1)f cosq]
Выразив коэффициент пульсации в процентах, получим
kп = 100 Hp / (r . C) % (22)
Определив значение Hp и задаваясь коэффициентом пульсации на выходе выпрямителя, можно по формуле (22) определить емкость конденсатора, необходимую для получения заданного коэффициента пульсации.
мкФ
С = 8,5 мкФ
|
Наименование параметра |
однофазная мостовая схема выпрямления |
|
|
Трансформатор |
Действующее напряжение вторичной обмотки U2 |
487,5 В |
|
Действующий ток вторичной обмотки I2 |
1,04 А |
|
|
Действующий ток первичной обмотки I1 |
2,33 А |
|
|
Габаритная мощность трансформатора PГАБ |
512 Вт |
|
|
Диод |
Обратное напряжение на диоде Uобр макс |
687,4 В |
|
Среднее значение тока диода IД СР |
0,225 А |
|
|
Действующее значение тока диода I Д |
0,74 А |
|
|
Амплитудное значение тока диода I Д МАКС |
3,03 А |
|
|
Число диодов |
4 |
|
|
Пульсации |
Частота основной гармоники |
800 Гц |
|
Коэффициент пульсации kп |
3 % |
|
|
С — емкость конденсатора |
8,5 мкФ |
|
Конденсатор: К 75 — 40 ( С = 20 мкФ, U = 1000 В)
Диод: КД 209В (Uобр макс = 800 В, IД СР = 0,5 А )
Внешняя ( нагрузочная характеристика) выпрямителя, т.е. зависимость Uн = f(Iн) при U1 = const , позволяет определить отклонение выходного напряжения, обусловленное изменением тока нагрузки (∆Uн)I , напряжение холостого хода Uн х.х, ток короткого замыкания Iн к.з, и внутреннее сопротивление RВ выпрямителя.
Для определения этой зависимости воспользуемся выражениями (5) и (7), представив их в следующем виде:
Uн / U2макс = cos q и Iн / (pU2макс / r) = (sin θ — θ. cos θ)/ p = γ0
Uн = U2 макс ·cosq = 1,41·U2·cosq = 1,41·487.5·cosq = 687.4·cosq
In = p·U2 макс·(sinq - q·cosq)/p·r = 2·487.5·(sinq - q·cosq)/(3,14·14,08) = 31.08·(sinq - q·cosq)
Если Iн = 0, то Uн = Uн х.х = U2макс ; при Uн = 0, Iн = Iн к.з = pU2макс /p r
Рис. 5
Uнхx = 687.4 B
Iнкз = 31.08 А
На основании внешней характеристики выпрямителя могут быть определены отклонение выходного напряжения, обусловленное током нагрузки,
(∆Uн)I = Uн х.х - Uн (23)
(∆Uн)I = 687.4 — 650 = 37.4 В
(∆Uн)I = 37.4 В
и его внутреннее сопротивление
RВ = (Uн х.х - Uн) / Iн (24)
RB = 37.4/0,45 = 83.1 Ом
RB = 83.1 Ом
Определение четырёхполюсника. Основные формы записи уравнений четырёхполюсника
В ряде случаев необходимо рассматривать электрические цепи с двумя входными и двумя выходными зажимами, в которых ток и напряжение на входе связаны линейными зависимостями с напряжением и током на выходе.
Такие цепи называются четырёхполюсниками. Они могут иметь сколь угодно сложную структуру, так как в процессе исследования цепи важно определить не токи и напряжения в отдельных ветвях, а только зависимости между входными и выходными напряжениями и токами.
Иногда четырёхполюсниками называют электрические аппараты и устройства, имеющие пару входных и пару выходных зажимов. К ним, например, относятся однофазные трансформаторы, участки линии электропередачи, мостовые диодные выпрямители, сглаживающие фильтры и прочее.
Условное изображение четырехполюсника показано на рис. 7.1.
Одну пару выводов называют входными (обозначаются 
), другую - выходными (обозначаются 
).
Если четырёхполюсник не содержит источников электрической энергии, то он называется пассивным, а если содержит — активным.
Примером активного четырёхполюсника может служить электронный усилитель.
На схеме активный четырёхполюсник изображается в виде прямоугольника с буквой А. Пассивный четырёхполюсник обозначается буквой П, либо вообще не обозначается.
Если у четырёхполюсника рабочими являются обе пары зажимов, то он называется проходным.
Четырёхполюсник,
по сути, является передаточным звеном между источником питания и нагрузкой. К
входным зажимам , как правило, подключают источник
питания, к выходным зажимам - нагрузку.
Зависимости между двумя напряжениями и двумя токами на входных и выходных выводах можно записать в различной форме.
Если считать две из указанных величин заданными, то две другие величины будут связаны с ними системой двух уравнений, которые называются уравнениями четырёхполюсника.
Возможны следующие шесть форм записи уравнений пассивного четырёхполюсника:
Форма А (основная):
, (7.1)
, (7.2)
где A,D – безразмерные коэффициенты;
B — [Ом]
С — [См]= [Ом-1]
| Выбор типа выпрямителя |