Задачи и решения. Задача 2.1. Рассчитать однофазный нулевой двухполупериодный управляемый выпрямитель по следующим исходным данным:

Задача 2.1. Рассчитать однофазный нулевой двухполупериодный управляемый выпрямитель по следующим исходным данным:

U₁ = 220 В, U_d = 100 В, I_d = 450 А. Выпрямитель обеспечивает хорошо сглаженный выпрямленный ток.

Решение

Определим основные соотношения для данного выпрямителя.

Напряжение вторичной обмотки трансформатора равно (см. таблицу 1)

U₂ = 1,11 U_d =1,11 · 100 = 111 В.

Среднее и максимальное значения прямого тока через диод, соответственно равны

I_а = I_d: 2 = 450: 2 = 225 А, I_аm = I_d = 450 А.

По формулам (10) и (11) рассчитаем действующие значение тока первичной и вторичной обмоток трансформатора:

I₂ = = = 319 А, I₁ = = = 227,3 А.

Здесь n = U₁ /U₂ = 220: 111 = 1,98.

Определим расчетные мощности первичной и вторичной обмоток трансформатора и расчетную (типовую) мощность всего трансформатора (см. формулы 14 – 15):

S₁ = U₁· I₁ = 220 · 227,3 = 50 кВА, S₁ = 1,11Р_d = 1,11· 100· 450 = 49,9 кВА;

S₂ = 2U₂· I₂ = 2·111·319 = 70,8 кВА, S₂ = 1,57Р_d = 1,57· 100·450 = 70,7 кВА;

S_т = (50 + 70,8): 2 = 60,4 кВА, S_т = (49,9 + 70,7): 2 = 60,3 кВА.

Задача 2.2.

Для мостового управляемого выпрямителя рассчитать диапазон изменения углов управления α, при котором величина среднего значения выпрямленного напряжения U_d будет изменяться в пределах от 0,8 U_d0 до 0,4 U_d0. Выпрямитель работает на активно-индуктивную нагрузку.

Исходные данные для расчета: I_d0 =320 А, R_н = 0,75 Ом.

Решение

Определим среднее значение выпрямленного напряжения выпрямителя при угле управления α =0.

U_d0 = I_d · R_н =320 · 0,75 = 240 В.

Рассчитаем диапазон изменений напряжения в соответствии с заданием:

U_d1 = 0,8 U_d0 = 0,8 · 240 = 192 В, U_d2 = 0,4 U_d0 = 0,4 · 240 = 96 В.

При работе выпрямителя на RL-нагрузку зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от угла управления α определяется соотношением (25):

U_d = U_d0 · сosα,

следовательно, чтобы напряжение на нагрузке было равно заданным значениям U_d1 и U_d2, углы управления, соответственно, должны быть равны:

α₁ = arc cos = arc cos = 36,8º,

α₁ = arc cos = arc cos = 66,4º.