5 Сурет – Екі жартылай периодты схема

Көрсеткіштерді есептеу үшін графиктерден A_L және φ арқылы , , , Н₀ коэффициенттерін анықтап аламыз

Сурет 6–B₀ коэффициентінің графигі

Сурет 7 – D₀ коэффициентінің графигі

Сурет 8 – F₀ коэффициентінің графигі

Сурет 9 – H₀₂ коэффициентінің графигі

3.1 Бірінші канал түзеткіштеріне есептеулер жүргізу, жұмыстың сыртқы сипаттамасы және уақыттық диаграммасы

Орташа түзетілген ток:

(3.1.1)

Диодтың диффиренциалды (ішкі) кедергісі:

(3.1.2)

Мұндағы U_пр – тұрақты тоқтағы диодтағы кернеу түсуі, ол кремнийлік диодтар үшін мынаған тең 0,9–1 В.

Ом

Екіншілік орамға келтірілген трансформатор орамдарының кедергісін трансформаторды есептеуге дейін жуықталған формула бойынша анықтауға болады:

(3.1.3)

мұндағы I_d – түзеткіш тоқтың орташа мәні;

k_r=2,3, көмекші коэффициент;

B_m =1,5 Тл трансформатордың магнит өткізгіштегі максимал индукция.

S =1 орауыштағы трансформатор сымдарының саны.

U_d - түзетілген кернеу.

f=50 Гц - тордың жұты жиілігі.

Ом

Трансформатор орамдарының таралуының индуктивтілігінің шамамен мәні:

(3.1.4)

мұндағы = 510^-3 көмекші коэффициент

= 0,510^-3 Гн

Түзеткіш фазасының активті кедергісі:

(3.1.5)

Ом

, , ,Н₀ көмекші коэффициенттерін анықтаймыз.

Түзеткіш фазасының индукцияаралық және активті кедергілерінің қатынасын сипаттайтын φ бұрышының тангенсі:

(3.1.6)

Негізгі есептеуіш коэффициент:

(3.1.7)

_{Осыдан:}

В₀ = 1,14

D₀ = 1,7

F₀ = 4

Н₀₂ =24000

Диодтың импульсті кері кернеуі:

(3.1.8)

Диодтың импульсті тура тогы:

(3.1.9)

А

Бос жүріс режиміндегі тарснформатордың екіншілік орамындағы кернеу:

U_2x= B₀U_d (3.1.10)

U_2x= 1,14*12=13,68 В

Трансформатордың екіншілік орамы арқылы өтетін тоқтың эффективті мәні:

I_2эф = (3.1.11)

I_2эф = А

Диодтардан өтетін тоқтың эффективті мәні:

I_2эф = (3.1.12)

I_2эф = А

Трансфамратордың габаритті қуаты (жуықталған):

Р_габ = 2Р_d (3.1.13)

Р_габ = 2112=24 Вт

Фильтрлі конденсатор сыйымдылығы:

(3.1.14)

Бірінші канал түзеткішінің есептеулерін тексеру:

Диодтың рұқсат етілетін кері кернеуі кері кернеуінен 1.2÷2 есе үлкен болуы керек:

мұндағы =1 көпірлік түзеткіш үшін

50В >1*1.2**12В

50В≥20,36В

Диодтың рұқсат етілетін орташа тогы түзеткіш типіне байланысты жүктеме тогынан 1.2÷2 есе үлкен болуы керек:

мұндағы көпірлік түзеткіш үшін

1А>0,5*1.2*1A

1 А ≥ 0,6 А

Диодтың рұқсат етілетін импульстік тогы диодтан ең нашар режимде өтетін токтан үлкен болуы керек:

_{мұндағы I max- трансформатордың ішкі кедергісімен және диодтардың кедергісімен анықталатын ток}

_{мұндағы Uxx- трансформатордың бос жүрісінің кернеуі}

К_д = 2 көпірлік схема үшін

=0,65 В

- трансформатордың ішкі кедергісі,мына формуламен анықталады:

- трансформатор жүктемесінің номиналды тогы, көпірлік схема үшін ≈I_вых

Бұдан басқа кернеудің пульсация тегістеуіне конденсатор сыйымдылығы жеткіліктігін тексеру қажет. Ол үшін Electronics Workbench бағдарламасы арқылы тексеріс жүргізіледі.

Сурет 10 - Сыйымдылық фильтрді тескеру схемасы

Сурет 11 - Фильтр жұмысының осциллограммасы

К_п=∆U/U_ср

К_п=0,15/25*100=0,6%

3.2 Екінші канал түзеткіштеріне есептеулер жүргізу, сыртқы сипаттамасы

Орташа түзетілген ток:

(3.2.1)

Диодтың диффиренциалды (ішкі) кедергісі:

(3.2.2)

Мұндағы U_пр – тұрақты тоқтағы диодтағы кернеу түсуі, ол кремнийлік диодтар үшін мынаған тең 0,9–1 В.

Ом

Екіншілік орамға келтірілген трансформатор орамдарының кедергісін трансформаторды есептеуге дейін жуықталған формула бойынша анықтауға болады:

(3.2.3)

мұндағы I_d – түзеткіш тоқтың орташа мәні;

k_r=2,3 көмекші коэффициент;

B_m =1,5 Тл трансформатордың магнит өткізгіштегі максимал индукция.

S =1 орауыштағы трансформатор сымдарының саны.

U_d - түзетілген кернеу.

f=50 Гц - тордың жұты жиілігі.

Ом

Трансформатор орамдарының таралуының индуктивтілігінің шамамен

мәні:

(3.2.4)

мұндағы = 4,110^-3 көмекші коэффициент

= 24,610^-3 Гн

Түзеткіш фазасының активті кедергісі:

(3.2.5)

Ом

, , ,Н₀ көмекші коэффициенттерін анықтаймыз.

Түзеткіш фазасының индукцияаралық және активті кедергілерінің қатынасын сипаттайтын φ бұрышының тангенсі:

(3.2.6)

Негізгі есептеуіш коэффициент:

(3.2.7)

_{Осыдан:}

В₀ = 1

D₀ = 2,1

F₀ = 5,8

Н₀₂ = 16000

Диодтың импульсті кері кернеуі:

(3.2.8)

Диодтың импульсті тура тогы:

(3.2.9)

А

Бос жүріс режиміндегі тарснформатордың екіншілік орамындағы кернеу:

U_2x= B₀U_d (3.2.10)

U_2x= 1,1*12= 13,2 В

Трансформатордың екіншілік орамы арқылы өтетін тоқтың эффективті мәні:

I_2эф = (3.2.11)

I_2эф = А

Диодтардан өтетін тоқтың эффективті мәні:

I_2эф = (3.2.12)

I_2эф = А

Трансфамратордың габаритті қуаты (жуықталған):

Р_габ = 2Р_d (3.2.13)

Р_габ = 20,2120=48 Вт

Фильтрлі конденсатор сыйымдылығы:

(3.2.14)

мФ

Екінші канал түзеткішінің есептеулерін тексеру:

Диодтың рұқсат етілетін кері кернеуі кері кернеуінен 1.2÷2 есе үлкен болуы керек:

мұндағы =1 көпірлік түзеткіш үшін

200В >1*1.2**12В

200В≥20,36 В

Диодтың рұқсат етілетін орташа тогы түзеткіш типіне байланысты жүктеме тогынан 1.2÷2 есе үлкен болуы керек:

мұндағы көпірлік түзеткіш үшін

0,5А>0,5*1.2*0,2A

0,5 А ≥ 0,12 А

Диодтың рұқсат етілетін импульстік тогы диодтан ең нашар режимде өтетін токтан үлкен болуы керек:

_{мұндағы I max- трансформатордың ішкі кедергісімен және диодтардың кедергісімен анықталатын ток}

_{мұндағы Uxx- трансформатордың бос жүрісінің кернеуі}

К_д = 2 көпірлік схема үшін

=0,65 В

- трансформатордың ішкі кедергісі,мына формуламен

анықталады:

- трансформатор жүктемесінің номиналды тогы, көпірлік схема

үшін ≈I_вых

Бұдан басқа кернеудің пульсация тегістеуіне конденсатор сыйымдылығы жеткіліктігін тексеру қажет. Ол үшін Electronics Workbench бағдарламасы арқылы тексеріс жүргізіледі.

Сурет 12 - Сыйымдылық фильтрді тескеру схемасы

Сурет 13 - Фильтр жұмысының осциллограммасы

К_п=∆U/U_ср

К_п=0,65/145*100=0,4%

3.3 Үшінші канал түзеткіштеріне есептеулер жүргізу

Бір жарты периодты түзеткіш үшін

Орташа түзетілген тоқ:

I_пр.ср = (3.3.1)

I_пр.ср = 3 А

Диодтың диффиренциалды (ішкі) кедергісі:

(3.3.2)

Ом

Трансформатор орамдарының кедергісі:

(3.3.3)

Ом

Трансформатор орамдарының таралуының индуктивтілігінің шамамен мәні:

(3.3.4)

Түзеткіш фазасының активті кедергісі:

(3.3.5)

, , ,Н₀ көмекші коэффициенттерін анықтаймыз.

Түзеткіш фазасының индукцияаралық және активті кедергілерінің қатынасын сипаттайтын φ бұрышының тангенсі:

(3.3.6)

Негізгі есептеуіш коэффициент:

(3.2.7)

_{Осыдан:}

В₀ = 0,85

D₀ = 2,4

F₀ = 6,9

Н₀₂ = 12000

Диодтың импульсті кері кернеуі:

(3.1.8)

Диодтың импульсті тура тогы:

(3.1.9)

А

Бос жүріс режиміндегі тарснформатордың екіншілік орамындағы кернеу:

U_2x= (3.1.10)

U_2x= 0,85*24=20,4 В

Трансформатордың екіншілік орамы арқылы өтетін тоқтың эффективті мәні:

I_2эф = (3.1.11)

I_2эф = 2,4*3*=10,08 А

Диодтардан өтетін тоқтың эффективті мәні:

I_2эф = D₀I_d (3.1.12)

I_2эф = 2.4*3=7,2А

Трансфамратордың габаритті қуаты (жуықталған):

Р_габ = 2Р_d (3.1.13)

Р_габ = 2324=144 Вт

Фильтрлі конденсатор сыйымдылығы:

(3.1.14)

Ф

Үшінші канал түзеткішінің есептеулерін тексеру:

Диодтың рұқсат етілетін кері кернеуі кері кернеуінен 1.2÷2 есе үлкен болуы керек:

мұндағы =2 кернеуі екі еселенген схема үшін

50В >1*1.2**20,4В

50В≥34,6В

Диодтың рұқсат етілетін орташа тогы түзеткіш типіне байланысты жүктеме тогынан 1.2÷2 есе үлкен болуы керек:

мұндағы көпірлік түзеткіш үшін

1А>0,5*1.2*3A

1 А ≥ 1,8 А

Диодтың рұқсат етілетін импульстік тогы диодтан ең нашар режимде өтетін токтан үлкен болуы керек:

_{мұндағы I max- трансформатордың ішкі кедергісімен және диодтардың кедергісімен анықталатын ток}

_{мұндағы Uxx- трансформатордың бос жүрісінің кернеуі}

К_д = 2 көпірлік схема үшін

=0,65 В

- трансформатордың ішкі кедергісі,мына формуламен анықталады:

- трансформатор жүктемесінің номиналды тогы, көпірлік схема үшін ≈I_вых

Сурет 14- Сыйымдылық фильтрді тескеру схемасы

Сурет 15 - Фильтр жұмысының осциллограммасы

Түзеткіш бұйымдарын таңдау

Түзеткіштерді есептеудің қорытындысы бойынша қолданатын диодтар типін және тегістеу фильтрлерінің стандартты конденсаторларын таңдау қажет.

Диодтарды рұқсат етілген орташа тоқ I_пр.ср бойынша таңдалады. Ол тоқ есептеудің қорытындысында пайда болған, рұқсат етілген импульстік тоқ және қайтарылатын кернеу бойынша тексерумен, вентильдің орташа тоғынан көбірек болуы керек. Диодтардың параметрлер 3 қосымшада келтірілген. Диодтарға түсініктеме хатта маркировка (мысалы КД202А) және параметрлер (I_пр.ср, I_пр.и, U_обр және U_пр) келтіру қажет. Көпірлік түзеткіштер үшін КЦ402 – КЦ412 типтес блоктарды қолдану ұсынылады.

Бірінші түзеткіш үшін:

I_{пр. ср.} = 1A – рұқсат етілетін орташа ток;

I_пр.и. = 5A – рұқсат етілетін импульстік ток;

U_обр = 100B – кері кернеу;

U_пр = 1,2B – тура кернеу.

КЦ403E диодын және К50-6 5мкФ×50В конденсаторын таңдаймыз [5,6].

Екінші түзеткіш үшін:

I_{пр. ср.} = 0,3A– рұқсат етілетін орташа ток;

I_{пр.и .}= 2,5A – рұқсат етілетін импульстік ток;

U_обр = 300 B – кері кернеу;

U_пр = 1B – тура кернеу.

МД226 диодын және К50-7 5мкФ×50В конденсаторын таңдаймыз [5,6].

Үшінші түзеткіш үшін:

I_{пр. ср.} = 3A – рұқсат етілетін орташа ток;

I_пр.и. = 45A – рұқсат етілетін импульстік ток;

U_обр = 100B – кері кернеу;

U_пр = 1,2 B – тура кернеу.

КЦ410Б диодын және К50-35 20мкФ× 40В конденсаторын таңдаймыз [5,6].

4 Трансформатор параметрлеріне есептеулер жүргізу немесе стандартты трансформаторды таңдау

Трансформатордың жұмысы электр тоғының магниттік қасиетіне негізделген. 50Гц жиіліктегі ауыспалы тоқ желісіне алғашқы орамды қосу кезінде бұл орам бойынша оның оралымының маңында және трансформатордың жүрекшесінде ауыспалы магниттік өріс құрайтын ауыспалы тоқ өтеді. Орамның екінші оралымынан өте бере бұл өріс онда ЭДС индуциялайды. Бірінші және екінші орамның оралым мөлшерінің қатынасы трансформация коэффицентін анықтайды, осыдан келе, алынатын кернеу екінші орамда болады (шығарылатын кернеу). Егер екінші орамның оралым мөлшері біріншіге қарағанда көп болса, трансформатордың шығарылатын кернеуі жабдықтайтын желі кернеуінен жоғары болады, жәнеде бұндай орам жоғарлатушы деп аталады. Ал егер екінші орам біріншіге қарағанда аз оралымға ие болса, шығарылатын кернеу желі кернеуінен төмен болады, ал оралым төмендеткіш деп аталады.

Трансформатор – ол қуатты пассивті түрлендіруші. Оның пайдалы әрекет коэффиценті әрдайым бірліктен төмен болады. Ол дегеніміз, күш түсіру қолданатын қуаттылық желіден күш түсірілген трансформатормен қолданылатын қуаттылықтан әрдайым аз болады деген сөз. Осыдан келе желілік орамдарға қарағанда жоғарлатқыш орамдарда тоқ күші аз, ал төмендетуші орамдарда көп.

Жабдықтаушы желінің бірдей кернеуі кезіндегі екі түрлі трансформаторлар екніші орамның бірдей кернеуіне шақталған болуы мүмкін. Ал егер бірінші трансформатордың күш салуы үлкен тоқ жұмсаса, ал екіншісі – кішкене тоқ жұмсаса, осыдан келе бірінші трансформатор үлкен қуаттылыққа ие. Трансформатордың орамындағы тоқ күші неғұрлым көп болса, соғұрлым қалын сыммен оралуы керек, ал ол жүрекшенің терезесінің аумағын ұлғайтуды қажет етеді. Сондықтан трансформатордың қуаттылығына оның габариттері байланысты болады, жәнеде керісінше. Белгілі бір көлемдегі жүрекше тек қана белгілі трансформаторларды жасау үшін қолданылады, трансформатордың габариттік қуаттлығы деп аталатын жүрекшенің берілген өлшемдері үшін шектеулі.

S=1,2√ Pr (4.1)

Басқалар сияқты энергияның құраущысы да, трансформатор пайдалы әсер коэфициентімен сипатталады.(ПӘК)-қуат байланысымен. Пайдалы трансформатор жүгімен қуатқа. Желіден басқа трансформатор жүгімен пайдаланылады. ПӘК аз қуатта трансформаторлар мәндік жиіліктен 0,8-ден 0,95-ке дейін тербеледі. Ең үлкен мән ПӘК трансформаторлары ең үлкен қуатқа ие болады.

4.1 Бір фазалық трансформаторларды есептеудің жеңілдетілген түрі

3-бөлімде активті-сыйымдылықты жүктемеде жұмыс жасайтын түзеткіштерге есептеулер жүргізілген. Және де түзеткішке қосылған трансформатордың екінші орамасындағы U₂ кернеу мен осы ораманың I₂ тогы есептелді. Курстық жобада екінші орама кернеуінің үш мәні және токтың үш мәні алынады:

U₂₁=13,68 В; U₂₂=13,2В; U₂₃=20,4 В;

I₂₁=1,7 А; I₂₂=2,1А; I₂₃=7,2А.

Екінші орамның номиналды қуаты:

(4.1.1)

Трансформатордың типтік қуаты:

(4.1.2)

мұндағы  =0,87 –трансформатордың ПӘК-і, -суреттегі номограмма бойынша анықталады:

Сурет 16– Трансформатордың екiншi реттiк орамаларды қуатынан ПӘК тәуелдiлiк.

Магнитөткізгіш: УШ 35х52.

Оның параметрлері:

А = 123 мм,

Н = 106 мм,

С = 22 мм,

h = 61,5мм,

S_ст = 17,0 см²,

S_т, = 220 ВА – трансформатордың типтік қуаты,

Е⁽¹⁾ = 0,43В – трансформатордың бiр орама орамға вольтi сан,

U = 0,05 – орамдарда салыстырмалы кернеудiң кемуi,

J_cp = 1,7 А/мм² – орамдағы ток тығыздығы,

G = 3,8 кг.

Трансформатордың әрбір қосалқы орауышының орамдарының саны:

w (4.1.3)

мұндағы , ΔU=0,05, орауыштағы кедергінің қатыстық түсуі.

Алғашқы орамадағы орамдар саны:

(4.1.4)

Алғашқы орамадағы токтың ең үлкен есептік мәні:

(4.1.5)

Орама сымдарының диаметрін есептеу

; (4.1.6)

,

,

.

5 Пайдалы әсер коэффициентін анықтау

Қоректену көзінің ПӘК-і деп-қуатқа салмақтың Рн бөлінуі кезіндегі,қоректік желіден Рвх түсуіндегі белсенді қуат байланысын айтады:

(5.1)

Желіден түскен белсенді қуат трансформаторда (Pтр), вентильде (Рв), тегістегіш фильтрде (Рф) және стабилизаторда (Рст) жоғалады.

Трансформатордағы жоғалу мына формуламен анықталады

Ртр=Sт(1- _тр) (5.2)

Ртр =220·(1- 0,87) = 29Вт

мұндағы _тр -трансформатор ПӘК-і;

S_т -трансформатордың габаритті қуаты.

Вентилдегі жоғалу:

(5.3)

Вт

Вт

Вт

мұндағы I_a -вентилдегі орташа тоқ,

U_ПР.СР-вентилге тігінен түсірілген кернеу,

N-қосылып тұрған түзеткіш вентилдер саны.

Вентилдің жалпы жоғалуы:

(5.4)

Вт

Стабилизатор шығыны:

Р_ст=(U_вх-U_d)I_вх (5.5)

мұндағы U_вх –стабилизатордағы кірістік кернеуі

I_вх- стабилизатордағы кірістік тоғы

U_d-салмақ кернеуі

Стабилизатордағы жалпы шығындар:

Р_ст=Р_ст1+Р_ст2 (5.6)

Р_ст = 13+5=18 Вт

Қоректену көзінің ПӘК-і:

(5.7)