Указания к решению задач 31-80

Данные задачи относятся к расчету выпрямителей переменного тока, собранных на полупроводниковых диодах.

Рассчитывая выпрямитель, следует помнить, что основными параметрами полупроводниковых диодов являются допустимый ток I_доп, на который рассчитан диод, и величина обратного напряжения U_обр, которую выдерживает диод в непроводящий период. Выбор диодов для выпрямителей осуществляется по величине тока I_д, протекающего через диод, и максимальному напряжению U_д, которое оказывается приложенным к диоду в непроводящий период. При этом для исключения повреждений диодов должны быть выполнены следующие условия: I_доп≥I_д и U_обр≥U_д

Обычно исходными данными для расчета выпрямителя являются мощность потребителя Р_н и величина выпрямленного напряжения U_н, при котором работает потребитель энергии. По этим данным расчет тока потребителя затруднений не вызывает.

Вычисленное значение тока берется за основу при подборе диода по току. Учитывается, что для однополупериодного выпрямителя ток через диод равен току потребителя I_д=I_н, для двухполупериодной и мостовой схем выпрямления ток через диод равен половине тока потребителя I_д=0,5·I_н, для трехфазного выпрямителя – третьей части тока потребителя I_д=I_н/3.

Напряжение, действующее на диод в непроводящий период, также зависит от схемы выпрямителя. Для одно- и двухполупериодного выпрямителя U_д=1,57·U_н, для трехфазного выпрямителя U_д=2,1·U_н и трехфазного мостового выпрямителя U_д=1,05·U_н. Приведенные соотношения следует использовать при подборе диодов для выпрямителей по напряжению.

В результате расчета может оказаться, что ток через диод превышает допустимое значение тока I_доп для заданного типа диода. В этом случае используется параллельное включение диодов. Их количество n должно быть таким, чтобы их суммарный допустимый ток nI_доп превышал рассчитанное значение тока I_д через диод.

Если в непроводящий период напряжение U_д на диоде превышает допустимое обратное напряжение U_обр, то применяется последовательное включение диодов. При этом число диодов n должно быть таким, чтобы nU_обр≥U_д.

Рассмотрим примеры на составление схем выпрямителей.

 

Пример №1

Составить схему мостового выпрямителя, использовав один из четырех диодов: Д218, Д222, КД202Н, Д215Б. Мощность потребителя Р_н = 300 Вт, напряжение потребителя U_н=200 В.

 

Решение

1. выписываем из таблицы 20 параметры указанных диодов:

 

Тип диода	Iдоп (А)	Uобр (В)
Д218	0,1
Д222	0,4
КД202Н
Д215Б

 

2. определяем ток потребителя:

3. определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы выпрямителя:

4. определяем ток, протекающий через каждый диод:

5. выбираем диод из условий

этим условиям удовлетворяет диод КД202Н:

диоды Д218, Д222 удовлетворяют условию по напряжению, так как 1000 и 600 больше 314 В, но не подходят по допустимому току, так как 0,1 и 0,4 меньше 0,75 А. Диод Д215Б, наоборот, подходит по допустимому току, так как 2>0,75 А, но не подходит по обратному напряжению, так как 200<314 В.

6. составляем схему мостового выпрямителя

В этой схеме каждый из диодов имеет параметры диода КД202Н: I_доп=1 А; U_обр = 500 В

Rн

U~

 

Пример №2

Для питания постоянным током потребителя мощностью Р_н = 300 Вт при напряжении U_н = 20 В необходимо собрать схему однополупериодного выпрямителя, использовав имеющиеся стандартные диоды Д242А.

 

Решение

1. выписываем из таблицы 20 параметры диода Д242А: {I_доп=10 А; U_обр=100 В}

2. определяем ток потребителя:

Ток через диод в однополупериодном выпрямителе равен току потребителя

3. определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период

4. проверяем соответствие параметров диода условиям . В данном случае второе условие не соблюдается, так как 10<15 А, то есть I_доп<I_Д. Первое условие выполняется, так как 100>63 В, то есть U_обр>U_Д.

5. составляем схему выпрямителя. Чтобы выполнялось условие по току, надо два диода соединить параллельно, тогда

Полная схема выпрямителя

Rн

U~

 

Пример №3

Для составления схемы трехфазного однополупериодного выпрямителя используются диоды Д243. Выпрямитель должен питать потребитель с напряжением U_н=150 В. Определить допустимую мощность потребителя и пояснить порядок составления схемы выпрямителя.

Решение

1. выписываем из таблицы 20 параметры диода Д243 {I_доп=5А, U_обр=200В}.

2. определяем допустимую мощность потребителя. Для трехфазного выпрямителя ток через каждый диод составляет третью часть от тока нагрузки, следовательно, в данном случае ток нагрузки может достигать величины

Отсюда следует, что допустимая мощность потребителя

3. определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период

4. составляем схему выпрямителя. Проверяем диод по условию . В данном случае это условие не выполняется, так как 200<315 В. Чтобы условие выполнялось, необходимо в каждой фазе соединить последовательно два диода, тогда

Полная схема выпрямителя:

Rн

А

В

С

 

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: