Однофазный управляемый выпрямитель

где w=2П f, m=2/

14) необходимая индуктивность фильтра, которая обеспечивает режим безперебойного тока в дроселе фильтра и в нагрузке:

L ³ Кп.max*Rd / mw =1,46*0,5/2*2*400*П=1,45*10^-4 Гн=14,5 мГн

С учётом полученого значения индуктивности и  максимального тока нагрузки Id.max= 60 A.выбираем 2 стандартных дроселя типа Д261 с паралельным соединением обмоток, которые имеют следующие параметры:

 

И соединяем их последовательно.

Результирующая  индуктивность фильтра:

Lф=0,0006 Гн.          Rобм=0,0086 Ом.

Падение напряжения на обмотках дроселя:

Uдр= Id.max* Rдр=28*0,0086 =0,2408 В.

Что приблизительно равно принятому паднию напряжения на дросиле при опридилении максимального выпрямленого напряжения ( DUдр=0,24 В.)

14) Определяем емкость фильтра.

C=LC/Lдр=5,77*10^-6 / 0,0006 =9,616*10^-3 Ф.=9616 мкФ.

С учётом максимального  выходного напряжения  Ud.max=14 В. Выбираем конденсаторы типов:

 

Соединяем их паралельно, результирующая емкость фильтра  С=9600 мкФ. При -20% и С=33600 мкФ при +80% 

 
 
 
 
 

Система управления /СУ/ выпрямителем

Принцип работы СУ.

Системы управления преобразовательных устройств строиться  как правило, на основании интергральных схемю Такие СУ достаточно простые, надежные, имеют маленькие габариты, и вес, Поглащают небольшую мощность. Достаточно просто СУ может быть построена на основе интегральных перационных усилителях чесовые диаграммы для даннго усилителя показаны на рис.2. На дидах VD1 и VD2 выполнен ограничитель напряжения формирующий с синхронизирующего напряжения напряжение, которая за формой приближаеться к прямоугольной/рис.2.а/.Это напряжение приходит к интегратору, собраного на микросхеме ДА1. На входе его формируеться линейно изменённое напряжение/рис.2.б/. Которая подаеться на один из входов системы сравнения /компаратор/ , собраного на микросхеме ДА2. Навторой вход компаратора - напряжение регулирующего делителя напряжения /R11-R13-R22/ - Uупр. В момент равенства треугольного напряжения и напряжения, которое подаеться на с делителя компаратор переключаеться с одного насыщенного состояния в противоположеный./рис.2.а/. На входе компаратора включаеться дифференциальная цепь R8-С2,C4 котрый формирует в момент переключения компаратора импульс управления тиристором. /рис.2.г/. Этот импкльс усиливаеться за мощностью эмитерным повторителем VT1 и VT2 и через ограничивающий резистор R4 подходит до управляющего электрода одного из теристоров выпрямителя.

Для формирования импкльсов управления второго теристора, которые смещенные на 180 относительно импкльсов управления первого теристора, предусмотрен второй канал СУ, собраный на усилителе — инвенторе DА3, компараторе DА4 и усилителе напряжения на теристорах VT3 и VT4. Усилитель на микросхеме Кус=-1 (Ra=R12). На его входе формируеться линейное треугольное напряжение, которая находиться в противофазе с выходным напряжением интегратора. /рис.2.б/ . Дальше сигнал управления во втором канале формируеться аналогично первому /рис.2.д.е/.

Расчет системы упавления.

Как усилитель ДА1...ДА4 в расматриваемой СК можна использовать интергральные операционные усилители общего использования.

Выбираем  операционный усилитель  типа  153УД4 с такими параметрами:

 

1)  Ограничитель напряжения.

Как диоды ограничения  напряжения рационально  использовать диоды  с малым динамическим сопротивлением прямой части ВАХ. Выбраем  диоды Д223А, который имеет следующие парамеры:

 

Для получения синхронизирующего  напряжения, которое  соответствует по форме прямоугольной, необходимо, что бы амплитуды синусоидального синхронизирующего напряжения выбирали по условию:

Uс.синхр.max=DUпр(8...10);

Uс.синхр.max=DUпр*9=1*9=9 В.

Действующее значение синхронизирующего  синусоидального  напряжения Uсинхр=9/Ö2=6,36В. Выбираем стандартное значение напряжения  Uсинхр= 7 В. 

Задаемся максимальным током, через ограничивающие диоды VD1 и VD2, который равняеться 30 мА, и определяем величину ограничивающего резистора R2:

R2= (Uс.синхр.max - DUпр)/ Iдиод.max=267 Ом.

2)  Интегратор на операционном усилитиле ДА1

Для плавной регулировки угла управления  α амплитуда триугольного напряжения  

должна  иметь достаточную  величину. Берем  Uм=0,5*Uвых.оп=0,5*4= 2 В.

Для ограничения входных  токовоперационного усилителя при  его работе в линейном режиме для использования  типов операционных усилитилей рекомендуеться последовательно с выходом ставить резистор порядка

/10...100/ кОм. Выбираем  резисторы R3 и R6 51 кОм типа С2-33 и мощностью по 0,125 Вт каждый.

Выходное  напряжение интегратора 

DUвых=1/(R3*Ci)/ò(Uвх(t)dt

Поскольку в данном случае Uвх(t)@cons t=1 В. Время интегрирования

t=Tc/2=10 мс.

равняеться  половине периода  сетевого напряжения а, DUвых=2Uм=4 В.

Находим емкость конденсатора С1.

С1=Uвх.t/(DUвых*R3)=1*10*10^-3/(4*51*10³)=4,9*10^-8 Ф = 490 мкФ.

Выбираем  стандартный конденсатор С1 емкостью 0,5 нФ. типа К50-6. Для улучшения характеристик интегратора используем отрицательную обратную связь за постоянным током с помощью резистора R1. Его номинал выбираем из условия, что R1=10R3=10*51=510 кОм, тоесть номинал резистора 510 кОм

типа  КМТ-10.

3)  Компаратор на операционных усилителях DА2, DА4.

В схеме компаратора  операционный усилитель  работает в импкльсном режиме. Для данного  режима ограничительные  ризисторы, которые  подключены последовательно  с входами усилителя, выбираем порядка /10...50/ кОм. Выбираем номиналы резисторов R5,R10,R18,R19=20 кОм. Типа С1-8. 

4)  Усилитель инвертор на операционном усилитиле DА2.

Что бы достать коэфициент усиления Кус=-1, необходимо выполнить условие

R17=R12, поскольку рекомендуемая величина R12=51 кОм. И того R17=R12=51 кОм.

Сопротивление резистора  R21 должно равняться сопротивлению нагрузки паралельно включённым резисторам R17 и R12. Выбираем  R21=27 кОм.

5)  Распределительные конденсаторы С3 и С5.

Данные  конденсаторы не пропускают постоянную нагрузку смещения на входе компараторов. Ёмкость выбирают из условия: