Реферат.
Курсовая работа содержит 11 листов, 1 рисунок, 1 схему, использовано 3 источника литературы.
Перечень ключевых слов:
диод, выпрямленный ток, напряжение, транзистор, конденсатор, резистор.
Цель работы:
получение и закрепление материала.
Область применения
:
учебные цели.
Эффективность
:
повышения качества знаний.
Содержание.
Стр.
1. Задание на курсовую работу 2
2. Реферат 3
3. Введение 5
4. Расчетная часть 6
5. Заключение 11
6. Список использованной литературы 12
Введение.
Производство и распределение электрической энергии в основном осуществляется на переменном токе. Для преобразования переменного тока в постоянный в настоящее время почти исключительно применяются полупроводниковые преобразователи электрической энергии – выпрямители.
Значительный прогресс в преобразовательной технике связан с созданием силовых полупроводниковых вентилей. Высокие электрические параметры, малые габариты и масса, простота конструкции и обслуживания, высокая эксплуатационная надежностьполупроводниковых вентилей позволяет широко использовать их в схемах преобразования переменного тока в постоянный.
Расчетная часть.
Рассчитаем силовой трансформатор. Силовой трансформатор должен иметь всего две обмотки – сетевую и повышающую.
Найдем мощность, снимаемую с повышенной обмотки. С учетом потерь на вентилях и сглаживающем фильтре напряжение, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора, должно примерно на 20% превышать значение выпрямленного напряжения. Поэтому:
PII
= 1,2 U0
* I0
=1,2 * 700 * 20 = 16,8 кВт.
Принимаем К.П.Д. силового трансформатора η=70%, находим
мощность, потребляемую выпрямителем от сети:
P = = = 24 Ва.
Определяем площадь сечения сердечника трансформатора:
S = √P = √24 = 4,9 см2
.
Размеры Ш-образных пластин сердечника:
a = 0,9 √S = 0,9 √4,9 = 2 см.
c = 1,1√S= 1,1√4,9 = 2,4 см.
Предварительно выбираем сердечник типа Ш = 20 × 24.
Для трансформатора SN = 60, откуда
N = = = 12,2 витка / в.
Находим число витков каждой обмотки трансформатора:
W1
= 127 * N = 127 * 12,2 = 1613 витков;
W2
= 93 * N = 93 * 12,2 = 1135 витков.
Напряжение на каждой половине повышающей обмотки трансформатора:
U = U = 1,2 U0
= 1,2 * 700 = 840 В,
следовательно,
W = W = 720 * 12,2 = 3660 витков.
Ток в обмотке W1
при подключении к сети 220 В
I = = ≈ 0,11 А.
Диаметр провода обмоток (без изоляции) равен: для сетевой обмотки
W1
на 220 В:
d1
= 0,8 = 0,27 мм,
для повышающей обмотки:
d2
= 0,8 = 0,8 = 0,11 мм.
Выберем тип вентилей. Обратное напряжение на вентиль для однофазной мостовой схемы с нагрузкой емкостного характера составляет:
Uобр
= 1,5 * 1,2 U0
= 1,5 * 1,2 * 700 = 1260 В.
Среднее значение тока вентиля для данной схемы состовляет:
Iср
= 0,5 * I0
= 0,5 * 0,02 = 0,01 А.
Т.к. нет диодов, допускающих заданое обратное напряжение, то используем последовательное включение диодов, в каждое плечо моста последовательно два диода типа Д217 с параметрами:
Uобр доп
= 1600 В ≥ 1260 В;
Iср доп
= 0,05А > 0,01А.
Расчитаем сглаживающий фильтр. Определяем емкость конденсатора на входе фильтра, обеспечивающего пульсацию выпрямленого тока не более 10 %. Для мостовой схемы:
Сф1
= = = 0,7 мкФ.
По каталогу выбираем стандартный электролитический конденсатор типа КЭГ – 2, емкостью 5 мкФ на 1000 В, в количестве 2 штук и ставим их последовательно. Уточняем коэффициент пульсации на входе транзисторного фильтра:
Кп. вх
= % = = 1,71%.
Расчитаем элементы схемы транзисторного фильтра. Транзистор, работающий в схеме сглаживающего фильтра, должен иметь максимальный ток коллектора Iк. макс. доп
≥ 2 I0
.
Для рассчитываемой схемы можно использовать, например, транзистор типа П4А:
Iк.макс. доп.
= 5А ≥ 2I0
= 2 * 0,02А = 0,04А.
Параметры транзистора типа П203:
В=5; α=0,95; Uк. э. макс. доп.
= 35 В; Iк0
< 0,4 мА.
Величина сопротивления R1
обычно составляет 80-100 Ом. По таблице выберем резистор с сопротивлением R1
=100 Ом. Мощность, рассеиваемая резистором R1
:
PR
1
= I2
0
* R1
= (0,02)2
* 100 = 0,04 Вт.
В качестве сопротивления R1
может быть использован резистор типа МТ-0,125.
Емкость С2
находим по формуле:
C2
= 0,5 = 0,5 = 50 мкФ.
Принимаем C2
= 50 мкф, причем рабочее напряжение конденсатора С2
:
Uраб.
= 1,5 * I0
* R1
=1,5 * 0,02 * 100 = 3 В.
Под наши данные подходит малогабаритный электролитический конденсатор типа ЭТО-1, 50 мкФ на 15 В.
Сопротивление нагрузки Rн
можно определить:
Rн
= = = 35000 ом.
Сопротивление коллекторного p–n - перехода принимаем равным r ≈ 104
ом.
Напряжение на участке коллектор-эммитер может быть найдено по формуле:
Uк. э.
=(0,3 - 0,7) Uк. э. макс. доп.
,
но не должно превышать 16-20 В. Для нашего примера можно принять
Uк. э
=17,5 В.
R2
≈ ;
R2
≈ ≈ 522 ком.
Учитывая, что через резистор R2
=100 Ом проходит незначительный ток базы транзистора, мощность, рассеиваемая резистором R2
, может быть минимальной. В качестве сопротивления R2
выберем резистор типа МЛТ -0,25. По таблице выбираем резистор с сопротивлением R2
= 560 ком.
Коэффициент сглаживания транзисторного фильтра определим по формуле:
q ≈ .
Конденсатор CФ3
на выходе транзисторного фильтра обычно имеет
такие же параметры, что и конденсатор на входе, т.е. CФ3
=5 мкФ с рабочим напряжением 1000 В.
q ≈ ≈ 173.
Коэффициент пульсации на выходе фильтра составит:
Кп. вых.
= == 0,01 %.
Значение коэффициента пульсации на выходе фильтра не превышает заданного (0,01% < 0,1%).
Определим падение напряжения постоянного тока на фильтре:
ΔUФ
= I0
* RФ
.
Где Rф
– сопротивление фильтра постоянному току
Rф
= R1
+ .
Следовательно,
∆Uф
= 0,02 (100 + ) =20 В.
Составим принципиальную схему рассчитаного выпрямителя с фильтром:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заключение.
В данной курсовой работе произведен расчет однофазной мостовой схемы выпрямления, показаны кривые выходного напряжения, выходного тока, кривые тока и напряжения на вентиле В1
и В2
, принципиальная схема выпрямления.
Список использованой литературы.
1. Б.С. Гершунский, Расчет основных электронных и полупроводниковых схем в примерах. – Киев: Из – во Киевского университета, 1968. – 21 с.
2. Е.И. Беркович, В.Н. Ковалев, Ф.И. Ковалев, и др., Полупроводниковые выпрямители. – Москва: Энергия, 1978. – 65с.
3. И.М. Чиженко, В.С. Руденко, В.И. Сенько, Основы преобразовательной техники. Учебное пособие для специальности «Промышленная электроника». – Москва: Высшая школа, 1974. – 62с.