Расчет выпрямителя и электромагнитный расчет трансформатора

ТОЭ Компьютерный монтаж Основы Flash Corel DRAW Учебник по схемотехнике Законы Кирхгофа P-CAD Autodesk Mechanical Desktop Электротехника Атомная физика Графический пакет OrCAD Теория множеств Оптическая физика Дифференциалы Интегралы Магнитные свойства Зонная теория Квантовая статистика Квантовая физика Магнитное поле Электростатика Геометрическая оптика Основы теории относительности Волновая функция Главную

Системы электропитания радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики, промышленной электроники, средств связи, информационно-измерительной и вычислительной техники содержат, как правило, источник электропитания (первичный) и источник вторичного электропитания. В качестве источников электропитания используются электростанции, автономные электромашинные генераторы постоянного и переменного тока, химические источники (аккумуляторы и гальванические батареи), солнечные и атомные батареи, МГД-генераторы, термоэлектрические и термоэлектронные генераторы. Первичные источники в большинстве случаев не удовлетворяют требованиям со стороны потребителей или части потребителей электроэнергии по роду, величине и качеству вырабатываемого напряжения, по возможностям его стабилизации или регулирования. Основные функции источника вторичного электропитания, включаемого между источником электропитания и потребителями, состоит в однократном или многократном преобразовании тока – выпрямлении или инвертировании, изменении величины напряжении – трансформировании для переменного тока и конвертировании для постоянного, преобразовании частоты переменного тока, стабилизации и регулировании напряжения или тока, подавлении пульсаций и шумов выходного напряжения или тока – фильтрации. Причем источники вторичного электропитания могут выполнять одну из указанных функций или некоторую их комбинацию.

Статический трансформатор – устройство, предназначенное для изменения величины переменного напряжения – является практически обязательным структурным элементом источника вторичного электропитания. При наличии первичного источника, вырабатывающего переменное напряжение, трансформатор достаточно часто включается в источник вторичного электропитания в качестве входного элемента. В этом случае трансформатор называется силовым, и его функциональное назначение заключается в преобразовании входной системы переменного напряжения (однофазной или трехфазной) в одну или несколько других систем переменных напряжений, используемых для питания соответствующих потребителей постоянного и переменного тока. При этом выходные напряжения трансформатора по величинам согласованы с требованиями со стороны потребителей. В системах питания электронной аппаратуры применяются силовые трансформаторы малой мощности. Они в большинстве случаев работают при низких напряжениях на обмотках (до 1 кВ), синусоидальной или близкой к синусоидальной форме преобразуемого напряжения и частоте равной 50 Гц (частоте промышленной сети) или 400 Гц (стандартной частоте автономных источников электропитания  подвижных объектов).

Электронная аппаратура, как правило, требует наличия постоянного напряжения питания одного или нескольких уровней. Поэтому в источниках вторичного электропитания силовой трансформатор работает совместно с одним или несколькими выпрямителями – устройствами, преобразующими системы переменных напряжений в постоянные по полярности и пульсирующие по величине (выпрямленные) напряжения. Выпрямители могут быть регулируемыми и нерегулируемыми. Первые реализуются на базе полупроводниковых вентилей – тиристоров, вторые – на базе неуправляемых полупроводниковых вентилей – диодов. Преимущество регулируемых выпрямителей состоит в совмещении функций выпрямления и регулирования или стабилизации выходного напряжения. Однако работа таких устройств связана с использованием достаточно сложных устройств управления. Нерегулируемые выпрямители не обеспечивают стабилизацию выходных напряжений. Они широко применяются в системах питания электронной аппаратуры в отсутствии жестких требований со стороны потребителей или же вместе со стабилизаторами постоянного напряжения в цепи питания потребителей.

Метод эквивалентного генератора, основанный на теореме об активном двухполюснике (называемой также теоремой Гельмгольца-Тевенена), позволяет достаточно просто определить ток в одной (представляющей интерес при анализе) ветви сложной линейной схемы, не находя токи в остальных ветвях. Применение данного метода особенно эффективно, когда требуется определить значения тока в некоторой ветви для различных значений сопротивления в этой ветви в то время, как в остальной схеме сопротивления, а также ЭДС и токи источников постоянны. Теорема об активном двухполюснике формулируется следующим образом: если активную цепь, к которой присоединена некоторая ветвь, заменить источником с ЭДС, равной напряжению на зажимах разомкнутой ветви, и сопротивлением, равным входному сопротивлению активной цепи, то ток в этой ветви не изменится.