Рассчитать выпрямитель. Дано выпрямленное напряжение U0=24 В

На рисунке 1, изображена схема выпрямителя – трех фазная мостовая (схема Ларионова):
Рис. 1
На рисунке 2, изображена временная диаграмм напряжений:
.
Рис. 2.
В трех фазной мостовой схеме выпрямителя используется шесть диодов: VD1 - VD6. Три диода (VD1, VD2, VD3) соединены в катодную группу. Их общая точка имеет положительную полярность. Из этих трех диодов проводящим будет тот, на аноде которого в данный момент наиболее высокий положительный потенциал. Три диода (VD4, VD5, VD6) соединены в общую точку анодами и образуют анодную группу. Их общая точка имеет отрицательную полярность. Из диодов анодной группы проводящим будет тот, на катоде которого наиболее отрицательный потенциал . В каждый момент времени в схеме выпрямителя, , открыты два диода: один - в катодной, а другой - в анодной группах. Каждый диод работает в течение одной трети периода.
Достоинство данной схемы низкий уровень пульсаций, что позволяет работать почти без сглаживающего конденсатора или с небольшой его емкостью, недостаток увеличенное количество выпрямительных диодов.
Для выбора кремневого выпрямительного диода сначало определим обратное напряжение:
Uобр=1,05 U0=1,05*24=25,200 В.
Значение среднего тока через диод:
Icр=0.33 I0=0.33*3 =0,990 А.
Сравним значения с кремневым диодом 2Д220А:
Uобр max> Uобр,
400 В> 25,200 В;
Iпр cр> Icр,
3 A>0,990А.
Есть диод Д303, но его средний ток (1 А), почти равен току протекающему через диод, поэтому выбираем 2Д220А, с характеристиками:
Uобр max=400 В,
Iпр cр=3 А,
Uпр ср=1,2 В,
Iобр cр=1,5 мА.
Для расчета трансформатора найдем действующие значения напряжения и тока во вторичной обмотке:
U2=0,43 U0=0,43*24=10,320 В,
I2=0,43 I0=0,43*3=1,290 А.
Зная напряжение в первичной и вторичной обмотке трансформатора, вычислим коэффициент трансформации:
Ктр=Uc/U2=380/10,320=36,822.
Рассчитаем КПД выпрямителя.
Найдем потерю мощности в трансформаторе:
ΔРтр=Ртр(1-ηтр),
где ηтр – КПД трансформатора принимаем 0,85;
Ртр – расчетная мощность трансформатора определяется по формуле:
Ртр= 1,05 Р0=1,05 U0 I0=1,05*24*3=75,600 Вт;
ΔРтр=75,600 (1-0,85)=11,340 Вт.
Потеря мощности в диодах, для мостовой схемы:
ΔРд=2 Uпр ср I0=2*1,2*3=7,200 Вт.
КПД выпрямителя, без учета фильтра и стабилизатора:
η= Р0/( Р0+ ΔРтр+ ΔРд)=(24*3)/(24*3+11,340+7,200)=0,795.
Рассчитаем частоту пульсации основной (первой) гармоники:
f1=m fc,
где m – фазность выпрямителя (для трех фазного мостового m=6),
f1=6*50=300 Гц.
Коэффициент пульсации основной (первой) гармоники:
Кп1=2/(m2-1)= 2/(62-1)=0,057.