Мостовий випрямляч з C-фільтром

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

КАФЕДРА ЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ

Курсова робота з дисципліни:

«Енергетична електроніка»

На тему: «Мостовий випрямляч з C-фільтром»

Виконала:

Студент групи БМЕ-12

Бундак А. О.

Перевірив:

Комаров М. С.

Київ 2015

Технічне завдання

Мостовий випрямляч з C-фільтром

Задані параметри:

 / 50 Гц (+10%; -15%)

Зміст

1.     Призначення і сфера застосування мостового випрямляча з C-фільтром;

2.     Принцип роботи пристрою;

3.     Принципова електрична схема мостового випрямляча з C-фільтром і перелік елементів;

4.     Розрахункова частина:

4.1.         Розрахунок трансформатора;

4.2.         Визначення максимального та мінімального значення миттєвої вихідної напруги;

4.3.         Визначення ємності конденсатора

5.     Висновок;

6.     Література.

Призначення і сфера застосування мостового випрямляча з C-фільтром

Випрямляч призначений для перетворення змінної напруги в постійну. Застосування випрямлячів у блоках живлення радіо- і електроапаратури зумовлено тим, що зазвичай у системах електропостачання будівель або транспортних засобів (літаків, поїздів) застосовується змінний струм, і вихідний струм будь-якого електромагнітного трансформатора, застосованого для гальванічної розв"язки кіл або для зниження напруги, завжди змінний, тоді як у більшості випадків електронні схеми і електродвигуни цільової апаратури розраховані на живлення струмом постійної напруги.

У зварювальних апаратах постійного струму застосовуються найчастіше мостові схеми на потужних кремнієвих випрямних діодах — вентилях, з метою отримання постійної зварювальної напруги та струму. Він відрізняється від змінного тим, що при використанні його сильніше нагрівається область дуги близько позитивного (+) її полюсу, що дозволяє або здійснювати ощадливе зварювання деталей, або заощаджувати електроди, здійснюючи різання металу електродуговим зварюванням.

Застосовується для гальванічних ванн для отримання кольорових металів і сталі, нанесення металевих покриттів і гальванопластики.

У зварювальних апаратах постійного струму застосовуються найчастіше мостові схеми на потужних кремнієвих випрямних діодах — вентилях, з метою отримання постійної зварювальної напруги і струму. Він відрізняється від змінного тим, що при використанні його сильніше нагрівається область дуги близько позитивного її полюса, що дозволяє або здійснювати зварювання деталей, що зварюються, переважно, плавким зварювальним електродом, або економити електроди, здійснюючи різання металів електродуговим зварюванням.

Принцип роботи пристрою

Випрямляч  —  це  пристрій,  призначений  для  перетворення  змінної напруги в постійну. Для згладжування пульсацій випрямленої напруги використовують    C-фільтр.

Мостовий випрямляч складається з трансформатора і чотирьох діодів, підключених до вторинної обмотки трансформатора. У кожен напівперіод відкрита пара діодів.

Діоди VD1, VD3 складають ка­тодну групу, VD2, VD4 - анодну (по назві з"єднаних між собою електродів). У провідному стані завжди зна­ходяться два діоди - один із анод­ної і один із катодної груп.

Принципова електрична схема  і перелік елементів

Для нашої схеми треба обрати діоди та конденсатор які будуть задовольняти умови викладені в завданні, а саме: діоди мають витримувати струм силою 5А , напругу 60В та зворотній струм, значення якого близьке 40А. Обрав діоди BY249-300 тому, що вони повністю задовольняють наші вимоги.

Ємність конденсатора фільтру має бути рівна 14000мкФ, розрахунок приведений нижче. Для забезпечення даного розміру ємності використаємо 3 конденсатори  ємністю 4700мкФ з’єднані паралельно. Маркування конденсатора B41505A8478M00 .

Розрахункова частина

Розрахунок трансформатора

K_ф=1,11                                          a=21 мм                             ПЛР 21*32       

K_з=0,6                                             b=32 мм

F=50 Гц                                           c=25 мм

B_м=1,2 Тл                                        h=85 мм

 =3*10⁶ А/м²

 

 

·        Знайдемо значення струму в первинній обмотці:

·        Знаходимо число витків обмоток:

·        Знаходимо мінімальні площі перерізу проводів:

В якості проводів візьмемо ПЕВ-1 0,89 мм (перерізом 0,503 ) і 1,58 мм (перерізом 1.76 )  відповідно, тому що вони є в наявності.

Також розраховуємо значення внутрішнього опору трансформатора, оскільки воно суттєво пливає на форму струму.

Форма струму без урахування  внутрішнього опору трансформатора

Форма струму з урахуванням внутрішнього опору трансформатора

Визначення максимального та мінімального значення миттєвої

вихідної напруги. Визначення ємності конденсатора

фільтру

Щоб забезпечити коефіцієнт пульсації рівним 3 %, підбираємо значення ємності конденсатора фільтру. Чим більше ємність конденсатора, тим він краще згладжує пульсації випрямленої напруги.

Висновок

Під час проведення розрахунків було виявлено що для моєї схеми (мостового випрямляча) щоб забезпечити коефіцієнт пульсацій рівним 3%, потрібно встановити конденсатор ємністю 14000мкФ . При такому значенні забезпечується коефіцієнт пульсацій рівним 3,2 %, що нас влаштовує.

Зробивши розрахунки, я прийшов до висновку, що для цієї схеми потрібен магнітопровід типу ПЛР з типорозмірами 21*32 .

Література

1.     Чиженко И. М. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. Чиженко И. М.. К., «Техника», 1978. – 447с.;

2.     Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учебное пособие. – Изд. 2-е, испр. и доп. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 2003. – 664с

2.

3.     Ресурси веб-сайту http://www.alldatasheet.com