книги из ГПНТБ / Белопольский, И. И. Стабилизаторы низких и милливольтовых напряжений
.pdff
Рис. 40. Параметрические зависимости |
Рис. 41. Параметрические зависимости пульсации две- |
|||
коэффициента полезного действия ті для |
||||
трехфазной |
и |
шестифазной |
схем |
надцатнфазной схемы выпрямления. |
(------------- і- т = 3 |
, -------------т = 6) |
при |
|
|
Р С Т = 0 .
Рис. 42. Параметрические зависимости приве денного среднего напряжения нагрузки
[-------------- |
Н * о (Л П ;-------------- |
і/*о(п)] для |
Р и с . 4 3 . |
П а р а |
м ет р и ч еск и е |
за в и си м о ст и р а сч ет н о го |
к о эф ф и ц и ен т а |
D д л я д в е н а д ц а т и ф а зн о й сх ем ы |
||
[ ------------------ |
Р ( Щ - ----------------- |
D( n) } . |
|
двенадцатифазной схемы.
as
0.5
ол
|
|
0,3 |
Р и с . 4 4 . |
П а р а м ет р и ч еск и е |
за в и си м о ст и р а сч етн о го |
к о эф ф и ц и ен та Р д л я д в е н а д ц а т и ф а зн о й сх ем ы |
||
2 [------------------ |
F ( N ) - ------------------ |
F( n) ] . |
Рис. 45. Параметрические |
зависимости коэффи |
|
циента |
S ) ф к формуле (42) |
для двенадцатпфазноіі |
схемы |
[-----------— іЬф((Ѵ); ---------- |
—£)ф(п)]. |
Отметим, что для случая т = 1 значения В при т = <2 на рис. 39, а также ординаты рис. 28 умножаются на два, а ординаты рис. 29 делятся на два. Для однофазной мостовой схемы на рис. 28, 29 делятся на два значения е.
При е^О значения U*ф.д и В зависят от трех пара метров и, «в и е, что графически представить затрудни тельно в отличие от кривых рис. 33, 39, построенных при е= 0. Напряжение £/*ф.д при в=/=0 рассчитывается по формуле (2-59). Параметрические зависимости необхо
димого при этом расчете коэффициента |
ЙЗф |
даны на |
|
рис. 32, 38, 45 соответственно при т — 3, 6, |
12. |
|
|
На рис. 36, 43 и рис. 37, 44 приведены зависимости |
|||
расчетных коэффициентов £)=Дф //0 |
и F —^в.макс//о. |
||
Параметрические зависимости к. |
п. д. |
при |
т = 3' и |
т = 6 (без учета потерь в стали сердечника трансформа тора) показаны на рис. 40.
Таким образам, приведенные выше расчетные соотно шения и номограммы позволяют производить полный расчет многофазных низковольтных выпрямителей. При этом искомые режимные показатели определяются через параметры п и е. Следовательно, для выполнения рас чета требуется знать сопротивление обмоток трансфор матора и вентилей в прямом направлении, а также на пряжение смещения вентилей.
10.ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
ОБМ О Т О К Т РАН СФ О РМ АТ О РА , П РЯ М О ГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
И НАПРЯЖ ЕНИЯ СМ ЕЩ ЕН И Я ВЕНТИЛЯ П О З А Д А Н Н Ы М ЗН А Ч ЕН И Я М ВЫ ПРЯМ ЛЕННО ГО НАПРЯЖ ЕНИЯ И ТОКА
При расчете выпрямительных схем на любые выходные напряжения, и в особенности — на низкие напряжения, необходимо уметь находить внутреннее сопротивление трансформатора по заданным значениям выпрямленного напряжения и тока, т. е. до того, как произведен элек трический расчет трансформатора. Обычно для этой це ли при нагрузке емкостного характера пользуются вы ражениями, приведенными в [Л. 19]. Для других видов нагрузки выражения, подобные упомянутому, отсутст вуют, что в значительной мере снижает точность расче та выпрямителей.
Выражение для определения активного сопротивле ния обмоток выпрямительного трансформатора может быть получено следующим образом.
82
Представим активное сопротивление обмоток транс форматора, приведенное к его вторичной обмотке, в виде
''тР = |
''\ + ''2 = .Т2-Гі + Г2, |
(61) |
||
где kT=Wi/-W2 \ |
ср.пі^і |
^=Р»- *Ср.п2^2 , |
(61') |
|
Л =Р, |
(62) |
|||
|
5 П р1 |
|
SnP2 |
|
Щ — 4 ,44/\SCTß MaKC |
W* = |
4 ,4 4 /S „ ß M |
(63) |
|
£і=£/ді(1—АC/0; £г=£/да(1+А.С/а); |
(64) |
|||
saVt = C/,/1008,; |
snP2 = |
J 2/100S2, |
(65) |
|
где гі, r2 — активные сопротивления первичной и вторич ной обмоток трансформатора; /ет — коэффициент транс формации; рм=2,35-10_6 — удельное сопротивление мед
ного провода; /Ср.ві, /ср.вг— средние |
длины |
витков |
обмо |
|||
ток; Snpi, |
Snp2 — сечения проводов |
обмоток; £і, |
Е2— |
|||
э. д. с. обмоток; £/щ, |
Un2— действующие фазные напря |
|||||
жения обмоток; 5ст — сечение |
сердечника; |
&Ст — коэф |
||||
фициент |
заполнения |
сечения |
сердечника; |
AUі, |
іДJJ2— |
|
выраженные в относительных единицах падения напря жения в обмотках трансформатора; Cf,, Cf2— токи
вобмотках; бі, 62— плотности тока в обмотках. Обозначим также отношение плотностей тока в об
мотках, отношение расчетных мощностей обмоток и ти повую мощность трансформатора как
|
|
е= бі/б2; |
|
(66) |
|
|
t |
^°2 _ ?tlzUjl2z72 |
, |
(67) |
|
|
|
P, |
m,UR,ü, |
’ |
|
|
|
|
|||
|
Pтпа = |
~2~{Р1H~Ps)> |
(68) |
||
где |
т2— число фаз в первичной и вторичной обмот |
||||
ках трансформатора. |
|
|
|
|
|
|
С учетом (61)—(68) преобразуем (61) к виду |
||||
|
Рм^д2(1 + кУг) ®і (1 + і) ^сР.в2е*ІО5 |
|
|||
|
ГтР== |
8,88)ßMOK0P lnn£S0A x |
Х |
||
|
|
(1 + Wi) |
|
(69) |
|
|
|
(1 — AU,) ®^СР.В2 |
|||
6* |
|
|
|||
|
|
|
|
83 |
|
Для применяемых на практике рядов ленточных магнитопроводов броневой (ШЛ), стержневой (ПЛ), торо идальный (ОЛ) и трехфазной (ТЛ) конфигурации мож но выразить входящие в (69) величины /Ср.ві, /ср.вг и SCT как функцию базового линейного размера а.
Величину key принимают равной 0,91 для стали тол щиной 0,35 мм (частота 50 гц) и 0,88 — для стали тол щиной 0,2 мм (частота 400 гц).
После проведения необходимых преобразований по
лучим окончательное |
выражение для определения актив |
ного сопротивления обмоток трансформатора в виде |
|
г?р = g* ( 1 + |
S,(l + A02)Uno |
■É -k СТР- " ’ (7°) |
|
|
/^макс^сі^^хцп |
где
ga = 0,185%*-.
осх
Значения коэффициентов gy и gz для различных конфигурации магнптопроводов приведены в табл. 4.
|
|
Т а б л и ц а 4 |
Конфигурация |
Коэффициенты |
|
|
|
|
магнтггопровода |
gl |
|
|
|
|
Броневая |
0,94— 1,03 |
1,58—0,975 |
(ШЛ) |
b / a = 1,04-2,0 |
b/a = 1,04-2,0 |
Стержневая |
1,03 |
0,72 |
(ШЛ) |
Ь/а = 2,0 |
b/a = 2,0 |
Тороидальная |
-0,92— 1,09 |
1,39—0,74 |
(ОЛ) |
Ь / а = 1,34 -3,6 |
Ь / а = 1,34 -3,6 |
Трехфазная |
0,94— 1,03 |
1,58—0,975 |
(ТЛ) |
& /я = 1,04 -2,0 |
bja = 1 ,04- 2,0 |
Величины Uд2 и Ртип, а также величины іщ, m2, | зависят от заданных значений выпрямленного напряже ния и тока и выбранной схемы выпрямления. Их значе ния для различных схем выпрямления приведены в табл. 5.
84
Схема
выпрямления
Двухфазная лучевая
Однофазная моегоТрехфазная лучеТрехфазная моего-
Шестнфазная лучевая
Девятифазная лу чевая (рис. 2) Двенадцатпфазиая
(рпс. 3, а, б)
Двенадцатнфазная
(рис. 3, г)
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
||
|
|
|
c!> |
|
|
|
|
|
|
|
га |
, , |
Л |
.'S |
|
Напряжение |
Типовая МОЩ НОСТЬ |
bio |
|
||||
g -’ä |
-S-g g |
■e-o J |
|||||
вторичной обмотки |
Р |
aS« |
о ? |
о =• |
= |
||
|
|
Т П П |
ч = з |
e; Я |
|||
|
|
|
|
|
|
, X |
fc |
|
|
|
= p о x |
|
5 s-2 |
||
|
|
|
t |
о о о |
|
«Hg |
|
|
|
|
О з*х н er ё i -Г О£ |
||||
2X1,4 |
1,48 |
|
|
1,41 |
1 |
2 |
|
г,I г Выи° |
1,23 |
Вт°тР* |
|
1,0 |
1 |
( |
|
0.855 Вп ^ |
1,35 |
В**°пР* |
|
1,21 |
3 |
3 |
|
0,43 |
1,05 |
|
|
1,0 |
3 |
3 |
|
0,74 'W'- |
1,4.3 ßnUDDHP° |
|
1,73 |
3 |
6 |
||
0,722 Выио |
3,02 |
|
|
1,64 |
3 |
9 |
|
0,43 В*пи° |
1,05 |
|
|
1,0 |
3 |
6 |
|
2X0,715 Вшио |
6X0,352 |
|
|
1,41 |
3 |
12 |
|
Коэффициент Вви принимаем ориентировочно равным 1,0—2,0. Произведение коэффициентов Ввh-Dbh при нимаем ориентировочно равным единице.
Величины линейных размеров а и b магнитопроводов различных конфигураций (ШЛ, ПЛ, ОЛ, ТЛ) в за висимости от типовой мощности и частоты питающей сети приведены в табл. 6.
По величине отношения b/а из табл. 4 могут быть найдены значения коэффициентов gi и g2.
Величины магнитной индукции Вмако плотности тока первичной обмотки 6і и относительных падений напря жения в обмотках л Оі, АU2 определяются по графикам рис. 46—47 в зависимости от типовой мощности и часто ты сети.
Таким образом определяются все величины, входя щие в формулу (70), и величина активного сопротивле ния обмоток трансформатора, приведенная к его вторич ной обмотке.
Перейдем к определению прямого сопротивления вен тилей.
Правильный учет прямого сопротивления вентилей имеет для низковольтных выпрямителей весьма важное, а иногда и определяющее значение, так как его величи на нередко соизмерима с величиной сопротивления на грузки. _____
85
оо
Ф
Броневые магнитоправоды
|
|
(ШЛ) |
|
|
Типоразмер |
|
<м |
|
Ртип |
магнитопровода |
|
|
50 гц |
400 гц |
|
|
|
||
8X8 |
0,8 |
0,8 |
|
15 |
8хЮ |
0,8 |
1,0 |
__ |
20 |
8X12,5 |
0,8 |
1,25 |
__ |
24 |
8X16 |
0,8 |
1,6 |
__ |
30 |
10X10 |
1,0 |
1,0 |
__ |
37 |
10X12,5 |
1,0 |
1,25 |
__ |
47 |
10X16 |
1,0 |
1,6 |
__ |
56 |
10X20 |
1,0 |
2,0 |
__ |
67 |
12X12,5 |
1,2 |
1,25 |
3 |
80 |
12X16 |
1,2 |
1,6 |
5 |
94 |
12X20 |
1.2 |
2,0 |
7 |
112 |
12X25 |
1,2 |
2,5 |
10 |
135 |
16X16 |
1,6 |
1,6 |
15 |
158 |
16X20 |
1.6 |
2,0 |
22 |
! 195 |
16X25 |
1,6 |
2,5 |
32 |
250 |
16X32 |
1,6 |
3,2 |
40 |
300 |
20X20 |
2,0 |
2,0 |
45 |
330 |
20X25 |
2,0 |
2,5 |
54 |
380 |
20x32 |
2,0 |
3,2 |
68 |
450 |
20X40 |
2,0 |
4.0 |
86 |
510 |
25X25 |
2,5 |
2,5 |
ПО |
610 |
25x32 |
2,5 |
3,2 |
135 |
730 |
25X40 |
2,5 |
4.0 |
170 |
810 |
25x50 |
2,5 |
5.0 |
210 |
900 |
32x32 |
3,2 |
3,2 |
260 |
1 200 |
32X40 |
3,2 |
4,0 |
310 |
I 400 |
32x50 |
3,2 |
5,0 |
390 |
1 050 |
32X64 |
3,2 |
6,4 |
490 |
I 940 |
Т а б л и ц а 6
Стержневые магнитопроводы
(ПЛ)
|
|
|
|
Р |
Типоразмер |
|
|
|
Т П П |
|
ь |
|
|
|
магннтопровода |
|
50 гц |
400 гц |
|
|
|
|
||
8x12,5—12,5 |
0,8 |
1,25 |
|
23 |
8ХІ2.5—І6 |
0,8 |
1,25 |
__ |
28,4 |
8x12,5—20 |
0,8 |
1,25 |
__ |
33 |
8X12,5—25 |
0,8 |
1,25 |
__ |
39 |
10x12,5—20 |
1,0 |
1,25 |
6,5 |
53 |
10X12,5—25 |
1,0 |
1,25 |
7,7 |
64 |
10x12,5—32 |
1,0 |
1,25 |
9,8 |
77,5 |
10X12,5—40 |
1,0 |
J ,25 |
12,8 |
93,5 |
12,5x16-25 |
1,25 |
і,б |
іб |
97 |
12,5X16—32 |
1,25 |
1.6 |
19,1 |
121 |
12,5X16-40 |
1,25 |
1.6 |
23 |
147 |
12,5x16—50 |
1,25 |
не |
28,4 |
179 |
12,5x25—32 |
1,25 |
2,5 |
33,5 |
193 |
12,5x25—40 |
1,25 |
2,5 |
43,2 |
222 |
12,5X25—50 |
1,25 |
2,5 |
52,6 |
279 |
12,5X25—60 |
1,25 |
2,5 |
62,9 |
322 |
16x32—40 |
1,6 |
3,2 |
82,5 |
340 |
16x32—50 |
1,6 |
3,2 |
109 |
411 |
16X32—65 |
1,6 |
3,2 |
127 |
506 |
16x32—80 |
1,6 |
3,2 |
146 |
595 |
20X40—50 |
2,0 |
4,0 |
182 |
750 |
20Х40—60 |
2,0 |
4,0 |
203 |
|
20x40—80 |
2,0 |
4,0 |
271 |
935 |
20X40—100 |
2,0 |
4,0 |
313 |
1 060 |
25x50—65 |
2,5 |
5,0 |
404 |
1 305 |
25x50—80 |
2,5 |
5,0 |
473 |
I 470 |
25x50—100 |
2,5 |
5,0 |
503 |
1 795 |
25Х50—120 |
2,5 |
5,0 |
675 |
2 060 |
Тороидальные магнитопрсвэды
(ОЛ)
|
|
|
|
Р |
Типоразмер |
|
|
|
Т И Л |
|
|
|
|
|
магннтопровода |
|
|
50 гц |
400 гц |
|
|
|
||
12/20-5 |
0,4 |
0,5 |
0,17 |
2,4 |
12/20-6,5 |
0,4 |
0,65 |
0,21 |
3,2 |
12/20-8 |
0,4 |
0,8 |
0,27 |
3,9 |
12/20-10 |
0,4 |
1.0 |
0,34 |
4,9 |
12/26-6,5 |
0,5 |
0,65 |
0,48 |
7,0 |
16/26-8 |
0,5 |
0,8 |
0,6 |
8,8 |
16/26-10 |
0,5 |
1,0 |
0,73 |
10,1 |
16/26-12,5 |
0,5 |
1,25 |
0,92 |
13,6 |
20/32-8 |
0,6 |
0,8 |
1.2 |
16,9 |
20/32-10 |
0,6 |
1,0 |
1,4 |
20,8 |
20/32-12,5 |
0,6 |
1,25 |
1,8 |
26 |
20/32-16 |
0,6 |
і,б |
2,3 |
34 |
25/40-10 |
0,75 |
1,0 |
2,9 |
38 |
25/40-12,5 |
0,75 |
1,25 |
3,7 |
47 |
25/40-16 |
0,75 |
1,6 |
4,7 |
60 |
25/40-20 |
0,75 |
2,0 |
5,8 |
75 |
25/40-25 |
0,75 |
2,5 |
7,3 |
94 |
32/50-16 |
0,9 |
і,б |
9,3 |
120 |
32/50-20 |
0,9 |
2,0 |
11,6 |
149 |
32/50-25 |
' 0,9 |
2,5 |
18,7 |
187 |
32/50-32 |
0,9 |
3,2 |
24 |
240 |
40/64-20 |
1,2 |
2,0 |
30 |
278 |
40/64-25 |
1,2 |
2,5 |
39 |
346 |
40/64-32 |
1,2 |
3,2 |
49,5 |
444 |
40/64-40 |
1,2 |
4,0 |
58,5 |
515 |
50/80-25 |
1,5 |
2,5 |
75 |
550 |
50/80-32 |
1,5 |
3,2 |
93,5 |
660 |
50/80-40 |
1,5 |
4,0 |
117 |
825 |
|
|
Продолж ение т абл. & |
||
|
Трехстержневые магнитопроводы |
|
||
|
|
(ТЛ) |
|
|
|
|
|
|
Р |
Типоразмер |
|
|
|
|
магнитопровода |
|
|
50 гц |
400 гц |
|
|
|
||
6,5x10—16 |
0,65 |
1,0 |
— |
19 |
6,5X10—18 |
0,65 |
1,0 |
25 |
|
6.5ХЮ-20 |
0,65 |
1,0 |
— |
25 |
6,5x10—23 |
0,65 |
1,0 |
— |
28 |
8x12,5—18 |
0,8 |
1,25 |
— |
40 |
8X12,5—21 |
0,8 |
1,25 |
— |
45 |
8X12,5—24 |
0,8 |
1,25 |
— |
50 |
8X12,5-28 |
0,8 |
1,25 |
— |
57 |
8X12,5—32 |
0,8 |
1,25 |
— |
64 |
10x16-20 |
1,0 |
1,6 |
— |
85 |
10x16—23 |
1,0 |
і,б |
— |
97 |
10x16—26 |
1,0 |
1.6 |
— |
ПО |
10X16—31 |
1,0 |
1,6 |
— |
125 |
10ХІ6—36 |
1,0 |
1.6 |
— |
140 |
12,5X20—25 |
1,25 |
2,0 . |
25 |
180 |
12,5x20—29 |
1,25 |
2,0 |
30 |
205 |
12,5X20—33 |
1,25 |
2,0 |
35 |
230 |
12,5X20—38 |
1,25 |
2,0 |
40 |
260 |
12,5X20—44 |
1,25 |
2,0 |
45 |
295 |
16Х25—32 |
1.6 |
2,5 |
63 |
380' |
16x25—37 |
1,6 |
2,5 |
72 |
440 |
16x25—42 |
1,6 |
2,5 |
81 |
500 |
16x25—49 |
1,6 |
2,5 |
93 |
570‘ |
І6Х25—56 |
1,6 |
2,5 |
105 |
640 |
20X32—40 |
2,0 |
3,2 |
142 |
740 |
20x32—47 |
2,0 |
3,2 |
1.70 |
850 |
20x32—54 |
2,0 |
3,2 |
190 |
960* |
20x 32—62 |
2,0 |
3,2 |
218 |
1 100 |
Под прямым сопротивлением вентиля в большиі-істйб известных методов расчета выпрямителей понимают от ношение падения напряжения на вентиле, соответствую щего данной точке прямой ветви его характеристики, к току, протекающему при этом через вентиль. Найден-
Рис. 46. Зависимости магнитной индук ции (а) и плотности тока первичной об мотки (б) от типовой мощности трансфор маторов с магнитопроводами различных конфигураций для частот 50 и 400 гц.
ное указанным способом прямое сопротивление вентиля называют его статическим прямым сопротивлением
(рис. 48,а ):
г |
_ |
^ пр. |
• |
|
гпр.ст |
|
/ |
Прі |
|
|
|
* |
|
|
Значение /прі берется обычно равным среднему зна чению тока вентиля.
88